材料科學(xué)與工程的內(nèi)涵及發(fā)展歷程(編輯修改稿)
2025-01-26 05:25 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 工 這種模式對資源和環(huán)境造成了極大的破壞和浪費，因為材料的生產(chǎn)和加工既是資源消耗大戶，又是能源消耗大戶，同時也是環(huán)境污染的主要來源。 1994年以來，我國工業(yè)固體廢棄物年排放量達 ，并以年 8％的速率增長， 2023年，已達 10億噸。其中主要有冶煉渣、礦渣、廢鋼鐵、廢有色金屬、廢玻璃、廢舊建筑材料、廢塑料、廢汽車等，化學(xué)燃料燃燒過程中排放的 SO NO和 CO2分別達到 2023余萬、 1000余萬和 20余億噸。 材料生產(chǎn)使用的這種單向循環(huán)模式必然造成資源緊缺 → 能源浪費 → 環(huán)境污染的嚴(yán)重后果，是一種惡性循環(huán)。材料消費使用的雙向循環(huán)模式。地球 原材料 工業(yè)原料工程材料 產(chǎn)品 廢料資源開采 冶煉制造加工 使用失效進一步加工無害化處理或綜合利用 長期以來，材料科學(xué)與工程界是以追求最大限度發(fā)揮材料的性能和功能為目標(biāo)，一切研究和工藝都是圍繞如何提高材料的性能而展開的，對于資源、環(huán)境問題考慮很少或是根本沒有考慮，更不用說考慮材料的環(huán)境協(xié)調(diào)性問題了。在面臨全球經(jīng)濟必須可持續(xù)發(fā)展的今天，這一傳統(tǒng)觀念必須徹底改變。材料的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略1 在滿足對材料性能要求的同時，必須考慮盡可能節(jié)約資源與能源，盡可能減少對環(huán)境的破壞和污染，特別是要改變片面追求性能的觀點。2 改變過去那種只管制備生產(chǎn)、不顧使用和廢棄后資源再利用及環(huán)境污染的觀點，在研究、設(shè)計、制備材料以及使用、廢棄材料產(chǎn)品時，一定要把材料及其產(chǎn)品整個壽命周期對環(huán)境的協(xié)調(diào)性作為重要的評價指標(biāo)。3 材料發(fā)展應(yīng)當(dāng)放在地區(qū)、國家甚至全球的可持續(xù)發(fā)展這一大目標(biāo)下進行綜合考慮。材料學(xué)科的發(fā)展將涉及多學(xué)科的交叉，不僅是理工交叉，還要與文科、經(jīng)濟、社會學(xué)科交叉，材料的生產(chǎn)使用不但要講科學(xué)技術(shù)效益、經(jīng)濟效益，更要講社會效益。4 發(fā)展生態(tài)環(huán)境材料。指那些具有最小的環(huán)境負(fù)擔(dān)和最大的再生利用能力的材料，即節(jié)約資源和能源，減少和防止環(huán)境污染，容易回收利用，丟棄后易于自然降解而回歸自然的材料。 1992年由日本首先提出，引起世界各國的高度重視，并投入了研究和開發(fā)。任何一種材料只要經(jīng)過改造達到上述要求的就可認(rèn)為是環(huán)境材料。 5 材料的生命周期評價法（ LCA) Life Cycle Assessment 是評價某種材料在生產(chǎn)制備、使用和廢棄整個過程中對環(huán)境所造成的和潛在的影響的一種客觀的方法。我國從 1998年開始了這項研究，對鋼鐵、鋁、水泥、塑料、陶瓷、建筑涂料等量大面廣的幾大類基礎(chǔ)材料作了初步的 LCA，到目前為
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