La espuma de carbono basada en carbón (CCF) tiene amplias perspectivas de aplicación en aeroespacial, herramientas de materiales compuestos y otros campos. Sin embargo, la falta de criterios de fallo limita su promoción. En estudios anteriores, se propusieron criterios de fallo para materiales similares, pero existen algunas limitaciones. Este artículo propone criterios de fallo mejorados basados en pruebas macro-mecánicas. Además, se llevaron a cabo pruebas de carga uniaxial y multiaxial para obtener criterios de fallo precisos del CCF. Finalmente, se realizaron pruebas de flexión de 3 puntos de la estructura sándwich de CCF y se establecieron sus modelos de elementos finitos (FEM). Los resultados de las pruebas del CCF muestran que las propiedades mecánicas del CCF son transversales isotrópicas. Los criterios de fallo en este artículo pueden predecir con precisión el estrés cuando el CCF falla. También se proporcionó la fórmula del límite del error causado por la dispersión del material. La carga máxima calculada por la superficie de fallo (3684 N) fue solo un 4.7% mayor que el valor medio medido por la prueba (3518 N), y todos los valores medidos por la prueba (3933 N, 3640 N, 3657 N, 3269 N, 3091 N) estaban entre el valor máximo (4297 N) y el valor mínimo (3085 N) calculados por la fórmula del límite del error, lo que significa que los criterios de fallo tienen buena precisión.