לחומרים פחמן פחמן עמיד בפני חמצון יש חוזקות מתיחה, דחיסה וכפיפה של כ -300 מגה-טה. אנרגיות להשפעה נמוכה (150 ב- IBS/IN) גורמות לדה-קומפוזיני בין מרוכבים פחמן-פחמן, אך אפילו השפעות במהירות גבוהה (מעל 700 ב- IBS/IN) רק חללים פתוחים, ללא שום כישלון קטסטרופלי. תוצאות אלה מדגימות את המאפיינים הבאים של מרוכבים פחמן פחמן:
חומרי פחמן פחמן העשויים מסיבי פחמן מבוססי מחבת מראים חוזקות כיפוף ודחיסה גבוהות, זני שבר גבוהים, תכונות מצוינות בטמפרטורה גבוהה ועמידות בפני השפעה טובה. המוליכות התרמית עולה עם טמפרטורת המדידה, אך המוליכות התרמית המובנית נמוכה. חומרי פחמן פחמן העשויים מסיבי פחמן מבוססי המגרש מראים חוזק מתיחה גבוה, חוזקות דחיסה וכפיפה נמוכות, וזני שבר נמוכים. הם מציגים מודולוס גבוה במתח, דחיסה וכפיפה, תכונות מצוינות בטמפרטורה גבוהה, עמידות בפני השפעה טובה וצפיפות בתפזורת מעט גבוהה יותר.
הבדלים אלה בתכונות נובעים ככל הנראה כמעט לחלוטין מהמאפיינים הייחודיים של סיבי פחמן. מרוכבים מבוססי פחמן פחמן מבוססי המגרש מציגים זני שבר נמוכים יותר. מרוכבים פחמן פחמן מורכבים מסיבי פחמן ומטריצת פחמן, אך מטריצת הפחמן מציגה זן שבר נמוך יותר מאשר סיבי הפחמן. שבר במרכיבי פחמן פחמן מתחיל בתחילה על ידי מטריצת הפחמן, ובסופו של דבר מוביל לשבירה של סיבים. הזן ממטריצת הפחמן לשבר סיבי הפחמן קשור להדבקה הממשקית בין סיבי הפחמן למטריצה.
מרוכבים פחמן פחמן עם זני שבר נמוכים יותר מראים הידבקות חזקה יותר, מה שמצביע על כך שכישלונם מושפע מאוד משבר מטריצת הפחמן. כדי להבטיח התנגדות יתר על המידה לעיוות, רצויים לזני שבר גבוהים יותר. מאמצי מחקר ופיתוח עתידיים עבור מרוכבים פחמן-פחמן העשויים מסיבי פחמן מבוססי המגרש צריכים להתמקד בהגדלת זני השבר שלהם. זה כולל מחקר על טכניקות טיפול לפני השטח עבור סיבי הפחמן, תוך שהוא שוקל גם לשלוט על ההדבקה הממשקית בין סיבי הפחמן למטריצה.