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| 編輯推薦： |
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国内现有书籍主要集中复合材料制造工艺方面的论述，对于再生碳纤维的回收与再利用方面的论述主要以书的章节或综述形式展现，缺乏全面的系统性研究学术专著。本书系统性的论述了再生碳纤维高效回收与高值再利用的新理论、新工艺，为复合材料废弃物管理提供了新策略。本书内容先进，应用性强，可供从事复合材料废弃物处理的研发人员、工程技术人员、有关管理人员等参考。
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| 內容簡介： |
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从废弃的碳纤维增强树脂基复合材料中回收高性能碳纤维具有潜在的经济和环境意义。碳纤维增强树脂基复合材料具有三维交联网络结构，无法重塑和二次加工，开发一种环境友好、高效、高值的复合材料回收与再利用工艺成为亟待解决的科学问题和工程技术问题。本书综述了国内外复合材料的研究现状，并创新性的提出了热活化氧化物半导体回收工艺，系统性的研究了回收工艺，设计、开发了回收样机；在回收的基础上进一步探索了再生碳纤维增强复合材料增材再制造工艺与再生碳纤维毡增强复合材料再制造工艺；建立了闭环的碳纤维增强复合材料生命周期模型，评价了回收工艺的环境影响；最终实现了再生碳纤维绿色、高效回收与高值再利用。本书系统性的论述了再生碳纤维高效回收与高值再利用的新理论、新工艺，为复合材料废弃物管理提供了新策略。本书内容先进，应用性强，可供从事复合材料废弃物处理的研发人员、工程技术人员、有关管理人员等参考。
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| 關於作者： |
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成焕波，男，1987 年生，工学博士，副教授，研究生导师，绿色生产与再制造工程研究所所长，机械工程学院院长助理、机械制造工程系副主任。入选江苏高校“青蓝工程”优秀青年骨干教师培养对象、江苏省“双创计划”科技副总，获得扬州市“绿杨金凤计划”资助人才项目支持。现为国家自然科学基金通讯评议专家，国际先进材料与制造工程学会“复合材料回收再利用分会”专委会委员，中国物资再生协会“纤维及其复合材料再生利用分会”专委会委员，中国再生资源产业技术创新战略联盟青年专家委员会专家委员。
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| 目錄：
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第1章绪论(1)
1.1概述(1)
1.1.1碳纤维及其复合材料简介(1)
1.1.2CFRP应用现状(2)
1.2废弃物管理(4)
1.2.1废弃物的来源(4)
1.2.2国外废弃物管理(6)
1.2.3国内废弃物管理(7)
1.2.4废弃物回收再利用的意义(11)
1.3复合材料废弃物回收技术(13)
1.3.1机械回收法(13)
1.3.2热分解回收法(15)
1.3.3化学回收法(23)
1.4再生碳纤维的再利用技术(34)
1.4.1再生碳纤维的特性(34)
1.4.2再生碳纤维作为增强材料的再利用(36)
1.4.3再生碳纤维作为功能材料的再利用(45)
参考文献(47)
第2章氧化物半导体热活化回收机理、工艺及技术(58)
2.1氧化物半导体的热活化特性(58)
2.1.1氧化物半导体的氧化分解原理(58)
2.1.2氧化物半导体热活化分解能力(59)
2.2CFRP热应力分布研究(62)
2.2.1CFRP热膨胀分析理论及方法(62)
2.2.2CFRP等效模型(63)
2.2.3不同温度载荷下的热应力和热应变分析(64)
2.2.4结构破坏分析(67)
2.3氧化物半导体热活化回收原理(68)
2.3.1回收工艺过程(68)
2.3.2TiO2热活化回收CFRP(69)
2.3.3Cr2O3热活化回收CFRP(71)
2.3.4氧化物半导体的选择机制(73)
2.3.5回收原理(77)
2.4回收动力学(80)
2.4.1热分析数据处理方法(80)
2.4.2CFRP回收的热分解动力学(86)
2.4.3非等温条件下回收动力学(88)
2.4.4等温条件下回收动力学(100)
2.5回收工艺优化(110)
2.5.1树脂基体分解率的影响因素(111)
2.5.2工艺条件对再生碳纤维性能的影响(113)
2.5.3CFRP回收工艺数学模型(121)
2.5.4最优工艺条件下再生碳纤维表征(130)
2.6回收装备样机开发(134)
2.6.1层板式废弃物回收样机(135)
2.6.2非层板式废弃物回收样机(136)
2.6.3工业型复合材料回收装备开发展望(137)
参考文献(138)
第3章碳纤维增强复合材料增材再制造(142)
3.1再生碳纤维的增强机制(142)
3.1.1再生碳纤维切过增强机制(143)
3.1.2再生碳纤维未切过增强机制(144)
3.1.3影响再生碳纤维强化的因素(146)
3.2再生碳纤维增强热塑性复合材料的界面(147)
3.2.1再生碳纤维增强热塑性复合材料界面形成理论(147)
3.2.2再生碳纤维增强热塑性复合材料的多尺度界面模型(149)
3.3碳纤维增强复合材料增材再制造成型工艺过程(151)
3.3.1研磨(151)
3.3.2挤塑成型(154)
3.3.3增材制造(155)
3.4增材再制造复合材料的性能及其产品应用(156)
3.4.1增材再制造复合材料的宏观力学性能(157)
3.4.2增材再制造产品应用(158)
3.5复合材料增材再制造展望(161)
3.5.1热塑性复合材料增材再制造(161)
3.5.2热固性复合材料增材再制造(162)
参考文献(165)
第4章再生碳纤维取向毡增强复合材料成型制造工艺(167)
4.1短切碳纤维取向概述(167)
4.1.1短切碳纤维取向方法(167)
4.1.2短切碳纤维取向程度分析(169)
4.1.3短切碳纤维取向在复合材料中的应用(171)
4.2再生碳纤维分散性与取向研究(172)
4.2.1再生碳纤维分散简介(172)
4.2.2再生碳纤维悬浮液分散性优化(173)
4.2.3工艺参数对再生碳纤维悬浮液分散性的影响(178)
4.2.4制备再生碳纤维取向毡(186)
4.3再生碳纤维取向毡增强复合材料制造成型(188)
4.3.1再生碳纤维取向毡增强复合材料成型方法(188)
4.3.2再生碳纤维取向毡增强复合材料界面与性能(191)
4.4总结与展望(194)
参考文献(196)
第5章闭环的碳纤维增强树脂基复合材料生命周期环境影响评价(199)
5.1概述(199)
5.1.1生命周期评价的概念和发展(199)
5.1.2生命周期评价的目的与意义(201)
5.2生命周期评价的技术框架与分析方法(201)
5.2.1生命周期评价的技术框架(201)
5.2.2生命周期评价的软件及特点(204)
5.3碳纤维增强树脂基复合材料生命周期评价模型(205)
5.3.1碳纤维增强树脂基复合材料生命周期评价的目的和意义(205)
5.3.2碳纤维增强树脂基复合材料生命周期评价模型建立(206)
5.4碳纤维增强树脂基复合材料生命周期评价数据清单与评价方法(214)
5.4.1生命周期数据清单分析(214)
5.4.2LCA方法(219)
5.4.3与填埋、焚烧处理的环境影响对比(223)
5.4.4应用再生碳纤维的环境效益分析(226)
参考文献(227)
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| 內容試閱：
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碳纤维增强树脂基复合材料因其优异的耐蚀性、热稳定性、高强度和抗冲击性能，在航空航天、战略武器、交通、医疗器械、体育器械、风电等多个领域得到广泛的应用。随着碳纤维复合材料应用领域的不断扩大，碳纤维复合材料废弃量也随之增长。碳纤维复合材料废弃物不仅占据工业用地，而且污染环境，已成为先进复合材料领域难以解决的关键问题。从废弃的碳纤维增强树脂基复合材料中回收高性能碳纤维具有潜在的经济价值、环境意义和社会效益。碳纤维增强树脂基复合材料根据基体材料的不同，可以分为热固性复合材料和热塑性复合材料。长久以来，热固性复合材料的用量占据绝对主导地位，热固性树脂中又以环氧树脂为代表，被广泛用作复合材料的基体材料。然而，热固性复合材料具有三维交联网络结构，难以重塑和二次成型加工。近年来，各国学者一直致力于碳纤维增强树脂基复合材料的回收与再利用研究，早期开发的再生碳纤维回收技术已经日趋成熟，例如热裂解、常压溶解、超临界等，各项新方法和技术也层出不穷。综合考虑再生碳纤维性能、回收效率、回收价值、绿色属性，开发一种环境友好、高效且高值、具有产业化应用前景的复合材料回收方法仍是亟待解决的科学问题和工程技术问题。本书以实现碳纤维增强热固性树脂基复合材料废弃物高效回收与再生碳纤维的高值再利用为主线，首先，对废弃物的管理、回收与再利用技术进行了系统论述；其次，创新性地提出了氧化物半导体热活化回收再生碳纤维的工艺方法，重点论述了氧化物半导体的热活化回收原理、工艺及技术；再次，基于氧化物半导体热活化回收的再生碳纤维的短切特性，分别讨论了再生碳纤维增强热塑性复合材料增材再制造工艺、再生碳纤维取向增强热固性复合材料制造工艺，探讨了再生碳纤维增强复合材料的综合性能；*后，围绕碳纤维增强热固性复合材料闭环回收工艺，评价了氧化物半导体热活化回收再生碳纤维的生命周期环境影响。本书由成焕波、钱正春、郭立军、周金虎、王华锋、汤明喜、王清泽撰写。在写作过程中，笔者参阅了刘志峰、黄海鸿、杨斌、贾晓龙等专家的论文及著作，并引用了他们的资料，在此表示诚挚的谢意。感谢各级各类科研项目与平台的支持，包括国家自然科学基金、江苏省重点研发计划项目、江苏省高等学校自然科学研究项目、江苏省复合材料精密加工与再制造工程研究中心、南京工程学院绿色生产与再制造研究所等。“路漫漫其修远兮”，实现再生碳纤维高效回收与高值再利用需要科研工作者不断地探索和实践。尽管笔者尽了最大努力，但由于水平有限，书中难免有不妥之处，恳请读者和专家批评指正。成焕波2023年4月
再生碳纤维高效回收与高值再利用序序材料是人类生存和生活不可或缺的部分，是人类文明的物质基础，是直接推动社会发展的动力。材料的发展及其应用是人类社会文明进步的重要里程碑。基于材料对社会发展的作用，人们提出把材料、信息和能源并列为现代文明和生活的三大支柱。当前，随着各种科学技术的发展，对材料性能的要求日益严苛，先进复合材料已成为影响各行各业发展的关键材料。自20世纪60年代问世以来，先进复合材料始终是世界各国重点研究开发的关键材料之一，近年来更是备受青睐与重视，在世界各国的军用、民用领域，尤其是航空航天领域起到了至关重要的作用。在我国政府大力支持下，我国的先进复合材料在产业规模、技术水平、创新能力、应用水平等方面均取得了重大进展，自主的产业体系初步形成，具备了良好的发展基础。目前，先进复合材料的发展水平已成为衡量一个国家科技水平的标准之一，对国家的安全和经济有着举足轻重的影响。然而，人类赖以生存的地球面临着日益严重的资源、能源和环境问题，促使人们去寻找一种新的发展理念和模式。对先进复合材料及其产业发展而言，就是要实现从产品设计、材料提取和选用、加工制造、服役和使用到回收再生的整个生命周期的绿色化和生态化，即要实现从传统的“从摇篮到坟墓”到“从摇篮到再生”的根本性转变。这种发展模式既符合可持续发展理念，也为我国实现“双碳”目标增添动力。在此时代背景下，组织出版一本面向先进复合材料可持续发展的学术著作具有一定的必要性。该书系统地论述了作者在先进复合材料可持续发展领域的研究内容和成果，并指明了未来潜在的发展方向。随着越来越多的高新技术与先进复合材料的紧密结合，先进复合材料产业的发展前景大为可观。由衷地希望更多的新生力量投身其中，并贡献自己的创意和才华。
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