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第1章 导论：人类社会对材料的依赖1

1.1 概述2

1.2 材料发展简史2

1.3 人类对不可再生材料的依赖6

1.4 材料与环境6

1.5 本章小结9

1.6 拓展阅读9

1.7 习题11

第2章 自然资源的消耗缘由及其定量评估13

2.1 概述14

2.2 天然材料来自何处14

2.3 自然资源的耗费16

2.4 指数型增长和倍增时间25

2.5 资源储量、基数和寿命26

2.6 材料—能源—碳排放的三角关系34

2.7 本章小结35

2.8 拓展阅读36

2.9 习题37

第3章 材料的生命周期40

3.1 概述41

3.2 产品的设计过程41

3.3 产品的生命周期42

3.4 生命周期评估（细节和难点）44

3.5 简化LCA和生态审计49

3.6 评估策略54

3.7 本章小结56

3.8 拓展阅读57

3.9 附录：LCA软件介绍59

3.10 习题61

第4章 废材料：一个棘手的问题还是再生资源64

4.1 概述65

4.2 是什么决定了产品的使用寿命65

4.3 废品处理66

4.4 产品包装68

4.5 回收处理（材料的第二生命）69

4.6 本章小结74

4.7 拓展阅读75

4.8 附录：回收使用标志一览表76

4.9 习题78

第5章 废物处理：一个漫长的立法过程80

5.1 概述81

5.2 社会逐渐形成的意识和法律回应81

5.3 国际议定书、协议和公约83

5.4 国家立法：标准与规范83

5.5 用经济手段加强环保：税收、补贴和交易89

5.6 立法后效91

5.7 本章小结92

5.8 拓展阅读93

5.9 习题94

第6章 环保库：数据及其来源和精度96

6.1 概述97

6.2 数据的精度97

6.3 材料的生态特性98

6.4 产品运输和使用过程中的耗能及碳排量113

6.5 挖掘数据的使用潜力：材料性能图表119

6.6 本章小结126

6.7 拓展阅读126

6.8 习题138

第7章 生态审计和生态审计工具142

7.1 概述143

7.2 生态审计框架143

7.3 生态审计软件149

7.4 本章小结150

7.5 拓展阅读150

7.6 附件：生态审计软件工具151

7.7 习题152

第8章 生态审计的实例研究155

8.1 概述156

8.2 一次性和重复性使用水杯156

8.3 载物袋157

8.4 电热水壶159

8.5 咖啡机161

8.6 A级洗衣机162

8.7 理光复印机164

8.8 便携式空间加热器166

8.9 窑烧制陶箱167

8.10 汽车保险杠——探索替代材料168

8.11 家庭用车170

8.12 吹风机——计算机辅助审计171

8.13 本章小结173

8.14 习题174

第9章 材料的优选179

9.1 概述180

9.2 产品优选策略180

9.3 材料优选原理182

9.4 优选标准和材料性能图表187

9.5 替代比例方程式189

9.6 用折衷法解决目标冲突191

9.7 7种常用的材料性能图表195

9.8 利用软件工具进行材料优选201

9.9 本章小结202

9.10 拓展阅读202

9.11 附录：材料指数的推导203

9.12 习题211

第10章 环保材料的优选实例214

10.1 概述215

10.2 视最佳单位功能而优选饮料容器用材215

10.3 汽水瓶的原材料优选217

10.4 建筑结构用材之优选220

10.5 建筑物的初建耗能和周期性耗能221

10.6 加热和制冷系统（1）：制冷耗能223

10.7 加热和制冷系统（2）：被动式太阳能取暖用材225

10.8 加热和制冷系统（3）：窑炉和循环加热耗能227

10.9 运输系统（1）：概述229

10.10 运输系统（2）：车辆安全用材233

10.11 运输系统（3）：车辆轻质用材234

10.12 运输系统（4）：环保材料取代传统材料239

10.13 本章小结243

10.14 拓展阅读243

10.15 习题244

第11章 低碳发电系统及其用材247

11.1 概述248

11.2 电力系统的资源强度250

11.3 火力发电257

11.4 核能发电258

11.5 太阳能（热能、热电能和光伏能）发电260

11.6 燃料电池发电264

11.7 风能发电266

11.8 水力发电269

11.9 波浪能发电271

11.10 潮汐能发电272

11.11 地热能发电274

11.12 生物质能发电275

11.13 本章小结276

11.14 拓展阅读276

11.15 附录1.电力系统专用术语的定义和通用单位285

11.16 附录2.电力系统的材料强度286

11.17 习题295

第12章 材料的使用效率298

12.1 概述299

12.2 提高材料效率的必要性299

12.3 提高材料效率的方式（1）：工程手段302

12.4 提高材料效率的方式（2）：社会变革305

12.5 增效阻力和应对策略307

12.6 本章小结308

12.7 拓展阅读308

12.8 习题310

第13章 描绘未来的大图像312

13.1 概述313

13.2 被忽略的材料价值314

13.3 能源、碳排放和GDP318

13.4 GDP是否代表一个国家的真正财富320

13.5 威胁来临321

13.6 变威胁为机遇323

13.7 本章小结325

13.8 拓展阅读325

13.9 习题327

第14章 63种材料的基本性能和环保信息329

14.1 概述330

14.2 金属与合金材料331

14.3 聚合物材料352

14.4 陶瓷和玻璃材料379

14.5 复合材料，泡沫，木材和纸张391

14.6 人造纤维和天然纤维408

索引427