氧化法由于具有时间短、设备工艺简单、氧化缓和等特点，也得到了广泛的应用。贺福等用臭氧氧化处理PAN基碳纤维，发现复合材料的界面粘结紧密，断裂形貌由多剪转变为抗剪。冀克俭等采用臭氧氧化法对碳纤维进行了表面处理，发现碳纤维表面羟基或醚基官能团的含量提高，其与环氧树脂制成复合材料后的ILSS提高35。近年来，利用惰性气体氧化法进行表面处理，也得到了研究人员的关注。西北工业大学的卢锦花等，将碳纤维在氩气保护、2200℃的高温下处理2h，发现CC复合材料的弯曲强度提高75，断口扫描表明断裂以脆性断裂为主，纤维与基体的结合强度较高。12液相氧化法液相氧化法是采用液相介质对碳纤维表面进行氧化的方法。常用的液相介质有浓硝酸、混合酸和强氧化剂等。最常见的液相氧化剂是浓硝酸，浓度一般在6070。浓度过高则纤维在氧化过程中被强酸腐蚀，强度损失较大，导致CFRP的ILSS提高不显著。葡萄牙的PhSerp等用70的硝酸在80℃下处理碳纤维，极大地增加了碳纤维表面的氧含量，改善了其表面的粘结性。万怡灶等用65的浓硝酸在煮沸下处理PAN基碳纤维，制得的CPLA复合材料的宏观力学性能均有一定提高。杜慧玲等用65的浓硝酸在煮沸8h下处理PAN基碳纤维，制得的CPLA复合材料的弯曲强度提高129，横向剪切强度提高634，平面剪切强度提高156；并由X射线电子能谱XPS分析发现，复合材料界面粘结性能得到改善的根本原因是在界面区域发生了某种酯化反应。研究表明：用强氧化剂溶液氧化，对纤维本身强度损伤不大，但氧化效果不显著。液相氧化的处理时间和氧化温度也会对处理效果产生显著影响。
f液相氧化法相比气相氧化法较为温和，一般不使纤维产生过多的起坑和裂解。但是其处理时间较长，与碳纤维生产线匹配难，多用于间歇表面处理。13阳极氧化法阳极氧化法，又称电化学氧化表面处理，是把碳纤维作为电解池的阳极、石墨作为阴极，在电解水的过程中利用阳极生成的“氧”，氧化碳纤维表面的碳及其含氧官能团，将其先氧化成羟基，之后逐步氧化成酮基、羧基和CO2的过程。要求水的纯度高，如果水中有杂质，其负离子电极位低于氢氧根负离子的电极位，则阳极得不到氧气；还要求正离子电极位低于氢正离子电极位，以保证阴极只有放氢反应；此外电极必须是惰性的，不参加电化反应。刘鸿鹏等以石墨板为阴极、PAN基碳纤维为阳极，通过改变电解条件进行连续阳极氧化处理。该法使碳纤维表面含氧官能团的摩尔分数达854，表面吸附水的摩尔分数r