材料与环境

　　本书是国际著名材料与工程权威、剑桥大学教授阿诗笔（Michael F. ASHBY）撰写的教科书。从天然资源的消费及其派生、产品材料的节能优选及其使用周期到符合环保标准的回收利用率和可持续性发展的前景，涉及内容广泛而深入。本书为63种原材料建立起世界上第一个基本性能和环保信息数据库，其中最具环保特色的新物理量“（原材料生产）隐焓能H”值的引入，使得人们对“何为耗能材料”及其相应“排碳量的计算”有了更明确、更具体的理解。

　　阿诗笔（Michael F. ASHBY），英国皇家学会资深会员（相当于英国科学院院士），剑桥大学工程系终身教授、博导，兼聘为美国哈佛大学应用物理系教授，白宫材料与工程科学顾问。他还在英国皇家艺术学院兼任过设计专业教授。阿诗笔教授在材料的塑性、断裂及磨损的机理研究，材料加工成型的计算和模拟以及材料的节能优选和设计等领域均属科学工程鼻祖。阿诗笔在其近60年的科教生涯中荣获了国际材料与工程学界的所有大奖，近年来还致力于材料电化教学的普及与推广，创办了剑桥Granta 教育软件公司，并在英、美每年举办一次国际工程教育研讨会，实为国际顶级材料工程科学家、教育家。

第1章 导论：人类社会对材料的依赖  1.1 概述       1.2 材料发展简史      1.3 人类对不可再生材料的依赖       1.4 材料与环境      1.5 本章小结      1.6 拓展阅读       1.7 习题        第2章 自然资源的消耗缘由及其定量评估       2.1 概述     2.2 天然材料来自何处       2.3 自然资源的耗费      2.4 指数型增长和倍增时间     2.5 资源储量、基数和寿命     2.6 材料—能源—碳排放的三角关系     2.7 本章小结       2.8 拓展阅读      2.9 习题      第3章 材料的生命周期     3.1 概述      3.2 产品的设计过程       3.3 产品的生命周期      3.4 生命周期评估（细节和难点）     3.5 简化LCA和生态审计    3.6 评估策略      3.7 本章小结      3.8 拓展阅读      3.9 附录: LCA软件介绍       3.10 习题      第4章 废材料：一个棘手的问题还是再生资源 4.1 概述      4.2 是什么决定了产品的使用寿命       4.3 废品处理     4.4 产品包装      4.5 回收处理（材料的第二生命）       4.6 本章小结      4.7 拓展阅读      4.8 附录: 回收使用标志一览表      4.9 习题        第5章 废物处理：一个漫长的立法过程    5.1 概述       5.2 社会逐渐形成的意识和法律回应      5.3 国际议定书、协议和公约      5.4 国家立法：标准与规范     5.5 用经济手段加强环保：税收、补贴和交易       5.6 立法后效     5.7 本章小结       5.8 拓展阅读       5.9 习题        第6章 环保库：数据及其来源和精度      6.1 概述        6.2 数据的精度      6.3 材料的生态特性      6.4 产品运输和使用过程中的耗能及碳排量       6.5 挖掘数据的使用潜力: 材料性能图表       6.6 本章小结      6.7 拓展阅读       6.8 习题     第7章 生态审计和生态审计工具      7.1 概述       7.2 生态审计框架      7.3 生态审计软件    7.4 本章小结     7.5 拓展阅读     7.6 附件：生态审计软件工具     7.7 习题      第8章 生态审计的实例研究       8.1 概述        8.2 一次性和重复性使用水杯      8.3 载物袋     8.4 电热水壶      8.5 咖啡机      8.6 A级洗衣机      8.7 理光复印机      8.8 便携式空间加热器      8.9 窑烧制陶箱     8.10 汽车保险杠——探索替代材料       8.11 家庭用车       8.12 吹风机——计算机辅助审计       8.13 本章小结      8.14 习题       第9章 材料的优选      9.1 概述       9.2 产品优选策略      9.3 材料优选原理      9.4 优选标准和材料性能图表      9.5 替代比例方程式     9.6 用折衷法解决目标冲突     9.7 7种常用的材料性能图表      9.8 利用软件工具进行材料优选      9.9 本章小结      9.10 拓展阅读       9.11 附录：材料指数的推导       9.12 习题     第10章 环保材料的优选实例     10.1 概述        10.2 视最佳单位功能而优选饮料容器用材      10.3 汽水瓶的原材料优选     10.4 建筑结构用材之优选      10.5 建筑物的初建耗能和周期性耗能     10.6 加热和制冷系统（1）：制冷耗能       10.7 加热和制冷系统（2）：被动式太阳能取暖用材      10.8 加热和制冷系统（3）：窑炉和循环加热耗能    10.9 运输系统（1）：概述      10.10 运输系统（2）：车辆安全用材    10.11 运输系统（3）：车辆轻质用材     10.12 运输系统（4）：环保材料取代传统材料     10.13 本章小结     10.14 拓展阅读       10.15 习题       第11章 低碳发电系统及其用材      11.1 概述        11.2 电力系统的资源强度      11.3 火力发电     11.4 核能发电      11.5 太阳能(热能、热电能和光伏能)发电       11.6 燃料电池发电    11.7 风能发电     11.8 水力发电      11.9 波浪能发电       11.10 潮汐能发电     11.11 地热能发电      11.12 生物质能发电       11.13 本章小结       11.14 拓展阅读       11.15 附录 1.电力系统专用术语的定义和通用单位       11.16 附录2.电力系统的材料强度       11.17 习题       第12章 材料的使用效率      12.1 概述       12.2 提高材料效率的必要性     12.3 提高材料效率的方式（1）：工程手段      12.4 提高材料效率的方式（2）：社会变革      12.5 增效阻力和应对策略      12.6 本章小结       12.7 拓展阅读     12.8 习题      第13章 描绘未来的大图像       13.1 概述       13.2 被忽略的材料价值       13.3 能源、碳排放和GDP      13.4 GDP是否代表一个国家的真正财富      13.5 威胁来临     13.6 变威胁为机遇     13.7 本章小结      13.8 拓展阅读       13.9 习题        第14章 63种材料的基本性能和环保信息      14.1 概述      14.2 金属与合金材料       14.3 聚合物材料     14.4 陶瓷和玻璃材料      14.5 复合材料，泡沫，木材和纸张     14.6 人造纤维和天然纤维    索引