环境材料导论[电子资源.图书]

作者：  刘江龙著

出版社：冶金工业出版社,1999

简介：本书主要介绍环境材料科学与技术及其发展方向，内容包括：材料对环 境的影响，环境与材料的相互作用关系，材料的环境负荷及其评价方法和应 用，环境材料的基础及其分类。全书共分5章：1.导论（环境与材料）；2.化 学元素的环境特征；3.材料的环境负荷；4.材料的环境影响综合评价方法； 5.环境材料基础及其分类。 本书可供金属材料、无机材料、高分子材料、材料工程、材料加工、汽车、 机械制造、工模具、铸造、锻造、焊接、热处理等行业从事科研或生产一线的 科技、管理等工程技术人员参考，也可供大学相关专业的高年级学生、研究 生参考。本书的观念新颖，所有关心地球资源、环境问题及可持续发展问题 的人都有可能成为其热心的读者。 片断： 事实上，环境问题的根本原因在于现代文明，即人类一直在单 方面地消费有限的石油、煤炭、金属和其它资源。从自然环境的角 度看，对于人类所需的金属材料而言，实际上存在两个有限性。第 一个是地球所含的金属资源是有限的，即金属材料资源不是可以 无限开采或取之不尽的。第二个是地球所能容纳的污染物量是有 限的，即在制造、提取、使用、再生材料的过程中所形成的废弃物， 如二氧化碳、废高炉渣等，地球表层并不是可以无限地容纳和消化 它们。 现实要求人类从环境保护的角度出发，重新评价人类过去的 开发材料、使用材料、研究材料的活动。在现代文明社会，人类既 期望获得大量高性能或高功能的各种材料，又迫切要求有一个良 好的生存环境，以提高人类的生存质量，并使文明社会可持续发 展。但是大规模地生产人类生存所必需的材料总是意味着在一定 程度上损害生态环境，因而研究人类发展和生存所必需的材料及 其工程技术与自然环境间的关系已引起材料科学工作者的关注和 重视。人们开始更新忽视生存环境，单纯追求高性能、高附加值的 材料发展的思路，探索发展既有良好性能或功能，又对资源和能源 消耗较低，并且与环境协调较好的材料及其制品。 1.2环境材料 1.2.1环境材料的概念 在1990～1991年间，日本东京大学生产技术研究所教授山本 良一在研究材料与环境间的关系时指出：以前的材料工程学的基 本出发点是力求最大限度地发挥材料的潜在性能和功能。从环境 的角度出发，山本良一教授提出了环境调和型材料的概念。译成 中文为“与环境协调材料”或“环境意识材料”。通常简称环境材 料，英文单词为：ecomaterials。 环境材料可以定义为那些具有良好的使用性能和与环境具有 良好的协调性的材料。在这里涉及几个基本概念：（1）所谓与环境 具有良好的协调性表现在两个方面，即材料具有低的环境负荷值 和材料具有高的可循环再生率。事实上开发或生产一种材料而不 产生环境负荷值是不可能的，只能是寻求相对较低的环境负荷值。 另一方面，这种材料作为一种资源还应当充分地循环再生，以达到 材料资源的综合循环利用。从某种意义上讲，材料具有高的可循 环再生率本身就是具有较低环境负荷的表现形式之一。（2）作为 一种材料，如果不考虑其性能或功能，仅追求其与环境的协调性， 那么这种材料对于人类而言本身没有多大的存在价值。所以在定 义环境材料时必须考虑这一基本因素。（3）应考虑材料寿命周期 的全过程。这具有非常重要的现实意义。材料的寿命周期是指从 原材料获取、生产、加工、使用、再生、废弃这样一个完整过程。如 有些高分子材料在其制备过程中，其环境污染相对较小，而在其废 弃处置过程中的环境污染很大，如果从这些材料的某一过程来看 它们是与环境协调的，但其全程就不一定了。显然环境材料的定 义包含了三个内容。它既满足了人类对材料的基本要求，同时也 表达了人类对环境的关注和重视。根据定义，环境材料的本质特 征在于其寿命周期的整个过程中具有低的环境负荷值。 上述环境材料的定义是由重庆大学首先提出来的。在过去很 长一段时间里，环境材料的概念是模糊的，含混的。环境材料的倡 导者山本良一教授最早认为环境材料是那些环境负荷减至最低， 再生率增至最大的材料（1993年10月）。并进一步指出所谓环境 材料，它与传统材料明显不同，它是赋于传统结构材料、功能材料 以特别优异的环境协调性的材料，或者说是指那些直接具有净化 环境、修复环境等功能的材料（1994年6月）。同年9月，山本再次 提出上述观点。但是他又认为环境协调材料是一个指导性的原 则，其目的是防止对环境的损伤；在人类活动中对自然资源的保 护；和保证材料有较好的性能（1994年10月）。1995年4月山本再 次提出环境材料是指那些具有最低环境负荷和最大再生率的材 料。