碳纤维粉与基体的界面结合强度直接决定复合材料性能上限。经浓硝酸-硫酸（3:1）混酸氧化处理后，碳纤维粉表面羧基密度提升至0.8mmol/g，与环氧树脂反应的化学键合能提升150%。等离子体接枝技术则在碳纤维粉表面生成20-50nm的胺基功能层，使PA6复合材料的界面剪切强度达68MPa。
在金属基复合材料中，碳纤维粉化学镀镍技术创造突破：通过次亚磷酸钠还原工艺形成200nm均匀镍层，铝基复合材料热导率提升至220W/(m·K)。界面优化使碳纤维粉增强复合材料在300℃热循环下的层间剪切强度保留率达90%。汽车制动系统应用证明：经硅烷处理的碳纤维粉增强摩擦材料，高温摩擦系数波动范围缩小至±0.03，磨损率降低40%。
