本發(fā)明屬于碳纖維技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種碳纖維及其制備方法和基于其的復(fù)合材料及應(yīng)用。該制備方法包括預(yù)氧化階段，所述預(yù)氧化階段具體包括以下步驟：(1)在預(yù)氧化過程中，將碳纖維原絲和至少一層預(yù)氧絲進行加濕；(2)將加濕后的碳纖維原絲和預(yù)氧絲在預(yù)氧爐內(nèi)進行預(yù)氧化。本發(fā)明制備方法中經(jīng)加濕后預(yù)氧化得到的預(yù)氧絲由于氧化均勻，基本沒有形成皮芯結(jié)構(gòu)，由此制備得到的碳纖維，表面毛絲量大大減少，且內(nèi)外性能均勻，拉伸強度和拉伸彈性模量均得到大大的提高。本發(fā)明制備方法只需在預(yù)氧化前對碳纖維原絲和至少一層預(yù)氧絲進行加濕即可實現(xiàn)較好的技術(shù)效果，得到的產(chǎn)品性能相比現(xiàn)有碳纖維有了極大的提高，簡單可行，可廣泛應(yīng)用于碳纖維制備領(lǐng)域。