学术专著

环境材料基础

    生态环境材料或环境材料（ Ecomaterials ）作为一个新的材料概念在
世界上出现至今已超过十年，并已在世界范围内得到认可。在较早的阶段，
仅认为材料的功能特点对环境问题有影响，因材料的功能特性（如催化剂的
净化作用）而促进环境保护。近十年来环境材料概念的发展，与生态设计和
生命周期评价相联系，强调所有材料，包括结构材料和特殊功能材料的环境
属性。最重要的是，应该从环境材料的观点重新看待所有的材料和其性能。
例如，如何在降低环境负荷的条件下满足所需要的性能，如何改善材料的循
环再生性，或者如何用最少的材料消耗来得到最好的性能。环境材料由末端
治理材料转化为优异的全生命周期环境协调的材料，许多研究提出了材料科
学与工程技术的新问题，如有害元素的功能替代元素、不仅通过元素替代而
且通过微观结构来控制微观性能、对杂质的不敏感特性、可成型性的改进、
对材料潜在能力的迅速提升，以及材料应该在使用时有更高的资源利用率等
等。环境材料学的研究涉及材料的生产、使用、废弃、回收等各个环节，是
材料科学、环境科学、生物学等多学科交叉的产物，又是一个复杂的系统工
程。近年来，环境材料的相关研究在金属、冶金、木材、无机非金属、有机
物质、高分子、天然矿物等各学科都取得不少新的进展，各类环保型功能材
料、降低排放的材料和生命周期设计的环境材料是材料技术对全球环境问题
的重要贡献。随着各国实施的环境贸易保护策略，环境材料及制品的研究和
相关技术开发不仅成为基础研究的热门课题，也是当今市场竞争中最为激烈
的商品贸易战略之一。
    环境材料学为材料设计者用生命周期内具有更低环境负荷的材料替代其
它材料的战略方法开辟了新的领域。但是，环境材料学作为一个材料学科的
新概念，仍处在研究发展的初期，其科学和技术体系仍尚未成熟；同时还是
一个教育的问题，全民特别是材料界的观念意识改变，全社会的宣传教育，
以及立法、立规与评价标准等，环境材料学还有许多需要研究的课题。国内
许多大学近年已先后开设了有关环境材料的专业教育课程，开始培养该领域
的学位研究生，发展环境材料学科及其应用的知识。
    编著者以近年在北京工业大学为材料专业开设的《环境材料学》课程讲
义为基础，总结国内外有关最新进展，也充分融入编著者的相关研究积累，
编写了这本环境材料学基础教材。全书共九章，首先概述了环境材料的产生
背景和基本概念、材料与环境的关系，接着重点介绍了材料的环境协调性评
价、材料及产品的环境协调性设计，然后分章讨论了金属、冶金类材料、无
机非金属材料、高分子材料、天然矿物等主要材料类别的环境材料学基础理
论和应用，最后介绍了主要的环保功能材料。本书可作为材料及相关专业大
学生、研究生的环境材料学教材，也可供有关技术和管理人员参考。

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