作为优异的功能型材料，沥青基炭纤维因具备高强高模、耐高温耐腐蚀、低密度低热膨胀系数、导热导电能力优异等一系列优点而被广泛应用于航空航天、军事、建筑、交通、化工、体育和医疗器械以及复合材料等众多的专业领域。研究以乙烯焦油重组分为原料，通过族组成、元素分析、热重、红外光谱、碘吸附值、偏光显微镜表征等方法对比了单一法（包括氧化法或缩聚法）与复合法（氧化-缩聚法）所得沥青的结构与性能差异，确定了制备沥青基炭纤维用纺丝沥青的优化工艺条件， ABN-3各向同性沥青（280℃下空气氧化10h，380℃下热缩聚3h）显示出了优化的性能，具备286℃软化点、80.2%结焦值、94.61%碳含量，H/C原子比达到0.57。该沥青在315℃、0.4MPa压力、660m/min纺丝速率下进行纺丝，得到了光滑均匀、平均直径为14.8μm的沥青纤维。研究还探讨了温度、时间及升温速率等因素对纤维氧化不熔化和炭化过程的影响。研究结果表明，纤维氧化不足或者过度都会对最终炭纤维的结构和性能产生负面影响。对于平均直径为14.8μm的沥青纤维，不熔化最佳温度范围为260~320℃、最佳停留时间为60~120min、最佳升温速率为1℃/min。进一步在5℃/min的低升温速率下进行炭化处理，有利于缓慢脱除纤维中的杂原子，减少碳原子的逸出，从而保证纤维有较高的炭化收率，同时有利于不熔化纤维向类石墨结构转化。