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。

本书立足可持续设计与制造领域，涉及再生碳纤维高效回收和高值再利用工艺方法、技术及装备开发。内容包括再生碳纤维回收与再利用技术现状、氧化物半导体热活化回收工艺及技术、再生碳纤维高值再利用技术及装备、生命周期环境影响评价等。 本书可供从事高性能纤维增强树脂基复合材料废弃物处理的科研技术人员使用，也可供高等学校的教师、研究生参考。

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。

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*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)