材料生命周期工程与材料生态设计的研究进展

聂祚仁，刘　宇，孙博学，王志宏，左铁镛

(北京工业大学材料科学与工程学院，北京 100124)



材料生命周期工程与材料生态设计的研究进展

聂祚仁，刘宇，孙博学，王志宏，左铁镛

(北京工业大学材料科学与工程学院，北京 100124)

摘要：材料生命周期工程以生态设计为主导，以满足性能需求、节约资源、保护环境为目标，将毒害组分替代、绿色工艺规划、清洁生产、资源循环等诸多技术与理论应用到产业链的各个环节，系统优化材料产品全生命周期的环境表现，是由材料科学、制造科学和环境科学深层次交叉而形成的国际重要科学研究前沿领域。回顾了国内外材料生命周期工程的发展与应用现状，通过分析其技术内涵，解释了生命周期工程与生态设计等关键技术要素的科学关联，并指明了生态设计是实现生命周期工程思想的关键技术问题。结合我国材料行业的发展现状，提出了适用于材料产品的生态设计理论框架与实施步骤，分别构建了基于性能-需求矩阵、资源耗竭模型、生命周期评价的材料性能、资源消耗与环境影响的量化分析方法，形成了可综合统筹不同设计指标、面向材料产品的生态设计评价方法，为生态环境材料的开发与应用提供了理论支撑。

关键词：生命周期工程；生态环境材料；生态设计；生命周期评价

1前言

材料作为社会经济发展的物质基础，在推动人类文明进步的同时，又是自工业革命以来资源、能源消耗与污染物排放的主要来源。……