碳纤维和石墨的性能差距主要源于它们的 成分、结构、制备方法以及应用领域的不同。

成分与结构

碳纤维：是由含碳量在90%以上的高强度高模量纤维组成，具有耐高温、抗摩擦、导电、导热及耐腐蚀等特性。碳纤维的内部碳原子排列方式与石墨不同，不是一种单纯的碳单质，还含有其他元素或杂质。

石墨纤维：其分子结构已经石墨化，含碳量在99%以上，具有层状六方晶格石墨结构。石墨纤维的耐热冲击好，热膨胀系数小，在无氧下可耐3500℃，抗燃性和导电性优良。

制备方法

碳纤维：通常是以腈纶和粘胶纤维为原材料，经过高温氧化碳化而成。

石墨纤维：则是在碳纤维的基础上，经过2000~3300℃的石墨化处理得到。

性能差异

力学性能：碳纤维具有极高的拉伸强度和比强度，而石墨纤维虽然也具有高强度，但在机械强度和耐热性方面仍逊于碳纤维。

导电和导热性能：碳纤维和石墨纤维都具有良好的导电和导热性能，但石墨在达到最大嵌锂限度时体积增加较少，因此具有较好的循环性能。通过石墨化处理，碳纤维的导电性能可以进一步提高。

应用领域：碳纤维由于其高强度、轻质、耐腐蚀等特点，广泛应用于航天航空等高技术领域，以及用于制造先进复合材料。石墨纤维则因其高刚度、热稳定性好，主要用于特殊环境，如卫星、火箭和航空发动机。

综上所述，碳纤维和石墨的性能差距主要是由它们的成分、结构、制备方法以及应用领域的不同所导致的。碳纤维在力学性能、导电和导热性能方面表现更为优异，适用于多种高技术领域；而石墨纤维则因其独特的结构和性能，在特定的高温、高载荷环境中具有优势。