作为碳复合耐火材料的结合剂，其碳化后的残碳量越高越好。至今为止，沥青之所以仍作为碳复合耐火材料的常用结合剂之一，是因为其残碳量高、价格便宜、使用可靠，同时沥青碳化后得到的碳的结晶状况、真密度和抗氧化能力都比树脂碳好。

沥青的碳化过程是液相碳化，如图4所示。沥青在软化点（Ts）软化，然后粘度大幅度下降，到达粘度较低温度点Tv。在Ts至Tv范围内，沥青中各组分发生分解和聚合，于Tv时（约400℃左右）在范德华力和分子偶较矩作用下互相平行叠合而形成一新相，并在表面张力作用下成圆球形，是一种均相成核过程。这种小球形体具有可塑性，分子量约2000，是一种具有液晶性质的中间相。随温度的提高，小球形体逐渐融合、长大、粘度上升。到温度TL时形成大块中间相，这时仍有可塑性；到固化温度TR（500~550℃）时，材料变为固体，成为半焦状态，中间相的结构转变为碳的结构。若大块中间相是由任意取向的各向异性的小块中间相（10μm）组成，从整体上看大块中间相是各向同性的，最后就得到沥青碳的所谓“镶嵌结构”；若大块中间相在一定条件下变形而产生某种程度的择优取向，则形成纤维状结构，这就是所谓的沥青碳的“流动结构”。沥青的组成、氧和硫的数量影响沥青碳的结构。

沥青碳化率的高低主要取决于沥青的组成及高分子芳香族化合物的含量。沥青中苯或甲苯不溶物含量越高，则碳化率越高。可以采用多种方法使沥青改性以提高其高分子芳香族化合物含量和降低挥发分，从而提高其碳化率。此外，碳化率还受碳化时的升温速度、环境压力等条件的影响。升温速度越慢，碳化率越高。

800℃时的残碳量是碳复合耐火材料结合剂的主要指标。虽然沥青结合剂有一系列优点，但其含有害物质多、味道难闻及对环境的污染大等缺点，也限制了它的使用。目前将沥青与酚醛树脂在一定条件下混合使用能够较好地克服两者的缺点，同时较大程度地利用两者的优点。