在碳纤维复合材料中，碳纤维、基体、界面是组成复合材料的3大部分，而树脂是应用最广泛的基体。界面是复合材料用于传递载荷的部分，碳纤维与基体通过界面形成个有效发挥综合性能的整体。但是，碳纤维的乱层石墨结构使其表面呈化学惰性，致使其与基体的界面结合性能差，制备的复合材料性能无法满足应用要求，因此，界面改性是碳纤维复合材料研究领域中的重要课题，其中，碳纤维表面性能研究一直被重点关注。

　　碳纤维表面性能优化会进一步改善复合材料性能，有利于新型复合材料的应用与开发。该方面的研究已经取得了一些成就，但在实际应用过程中仍然存在许多需要完善和探索的地方。碳纤维表面处理方法很多，目前已经开展的研究方法归纳起来主要分为：氧化法、高能辐射处理法、涂层法等。

　　氧化法根据氧化介质不同分为液相氧化、气相氧化、电化学氧化等。液相或气相氧化是将碳纤维置于具有氧化性的液体或气体中处理的方法。研究人员采用HNO3氧化处理碳纤维，并将处理结果与其他研究人员的结果做对比，发现不同研究人员的研究结果差异较大。他们认为硝酸氧化处理，可以消除碳纤维制备过程中表面存留的碎片但是表面刻蚀效果并不明显。将碳纤维置于臭氧气氛中进行处理，结果发现臭氧处理后，碳纤维表面发生一定程度的刻蚀，致使碳纤维表面变粗糙，但是表面的氧元素含量、含氧极性官能团的相对含量都有所增加。臭氧处理后的碳纤维表面仍为类石墨结构，但表面石墨化程度下降，表面被活化。

　　电化学氧化法中，阳极是碳纤维，阴极是石墨板、铜板或镍板，电解液是不同的酸碱盐溶液，碳纤维在直流电场作用下表面发生氧化反应，使得表面性能发生改变的处理方法。以NH4HCO3为电解液采用电化学氧化法处理不同表面形貌的PAN基碳纤维，发现该处理方法能氧化和刻蚀碳纤维表面。对湿法纺丝碳纤维来说，氧化初期，碳纤维表面的无序度增加，继续处理会消除部分无序结构，使得纤维表面的石墨化度增加。

　　干喷湿法碳纤维表面光滑，氧化刻蚀有利于形成有序的表面形貌，而且控制电流密度也会改善纤维的拉伸强度和模量。采用HNO3电解液电化学处理PAN基碳纤维，同时讨论电化学参数时间、浓度和温度对纤维表面官能团质量分数以及本体强度的影响。他们采用Box- Behnken试验设计法建立物理因素的数学模型，预测电化学处理后纤维表面O/C比、拉伸强度，优化纤维的表面化学和力学性能，同时对比了预测结果与试验结果。他们认为电化学氧化的结果是引起纤维表面粗糙度增加，降低拉伸强度，改变环氧树脂基复合材料的粘合力。采用HNO3为电解液电化学处理PAN基碳纤维。他们发现处理时间这一工艺参数对碳纤维表面性能、力学性能和复合材料界面性能都产生很大影响。通过试验得出3组处理后，碳纤维的表面活性大幅度地改善，并且不会严重影响碳纤维的表面结构。

　　氧化法实际是通过不同的氧化工艺，对碳纤维表面进行氧化处理。该方法达到的效果有3个：①碳纤维表面发生一定程度地氧化，使得表面的含氧官能团数量增多，碳纤维表面与基体树脂之间的化学键作用增加；②通过碳纤维表面不同官能团比例的改变，提高基体在碳纤维表面的润湿性；③表面处理使得碳纤维表面产生一定的刻蚀，提高碳纤维表面与树脂基体间的物理铰合作用，从以上3个方面改善复合材料的界面结合强度。