Koolstofvezel ondergaat tijdens de productie een carbonisatie op hoge- temperatuur (boven 1000 graden ) in een omgeving met inert gas. Dit proces omvat het vrijkomen van niet--koolstofelementen (zoals zuurstof en stikstof) en de herschikking van koolstofatomen, wat resulteert in een ongeordende grafietstructuur. Het oppervlak wordt relatief glad en mist actieve functionele groepen, waardoor het inertheid en lage reactiviteit vertoont. Als versterkende vezel in composietmaterialen leidt de slechte hechting tussen koolstofvezel en het polymeer, samen met de zwakke grensvlakbinding, tot een lage interlaminaire schuifsterkte in met vezels versterkte polymeermatrixcomposieten, wat hun toepassingen beïnvloedt. Het verbeteren van het vezeloppervlak of de grensvlakeigenschappen tussen koolstofvezel en het polymeer is cruciaal voor het verkrijgen van hoogwaardige koolstofvezelversterkte polymeermatrixcomposieten-.
Koolstofvezels ondergaan doorgaans een oppervlaktebehandeling (zoals anodiseren) en dimensionering voordat ze de fabriek verlaten. Sommige onderzoekers behandelen het koolstofvezeloppervlak verder om de oppervlakteruwheid en polaire groepen te vergroten, waardoor de affiniteit met het polymeer wordt verbeterd. Momenteel omvatten methoden voor oppervlaktemodificatie van koolstofvezels voornamelijk oxidatiebehandeling, oppervlaktecoatingbehandeling, plasmabehandeling, oppervlakte-entbehandeling, gamma-stralingsbehandeling en ultrasone behandeling.
