材料过程工程学涵盖了宏观过程或称系统过程、若干子过程或称单元过程和若干逆过程。而这些过程工程是通过若干驻点的连接形成“过程链”或称“循环链”。每个驻点就是一类产品。宏观过程工程中最主要的驻点是地球和人居环境。

概念的提出(最早提出概念 定义)

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概念的提出

最早提出概念

大连理工大学建筑材料研究所王立久教授经历了十余年的理论实验研究，于2001年最早提出“材料过程工程学”概念。

定义

建筑材料与生物类似，从地球获得原材料，经过一个特殊的工艺过程，最终获得一个产品，进而投入应用，最后还要废弃，这整个过程也是一个生命周期的过程。如何能作到这一过程的低碳、低能耗、少污染，并能充分减量化利用资源，是这一过程关键所在。这就是王立久结合材料学、系统工程学和生态学，提出的“材料过程工程学”（Process　Engineering of Materials）的概念。因此材料过程工程学可定义为：基于材料学、系统工程学和生态学有关理论，对材料由原生到被废弃的生命全过程进行集成优化，以期对自然环境低能耗、少污染和充分利用可再生资源的工艺和各种工程问题进行研究的科学。这样就使产品更具有市场竞争力；使资源更能经济合理地综合利用；实现对环境保护的可持续发展。

学科资料

简介

材料过程工程学涵盖了宏观过程或称系统过程、若干子过程或称单元过程和若干逆过程。而这些过程工程是通过若干驻点的连接形成“过程链”或称“循环链”。每个驻点就是一类产品。宏观过程工程中最主要的驻点是地球和人居环境。每个驻点之间都是一个子过程或单元过程，也可能是一个逆过程。多个单元过程的集合就是宏观过程。单元过程由单元元素组成。单元过程就象一条"管线"，从“上游”（Upstream）过程中得到输入，并向“下游”(Downstream)过程产生输出。单元之间通过中间产品流或待处理的废物相联系，与其它产品系统之间通过产品流相联系，与环境之间通过基本流相联系。驻点由驻点要素组成，如人居环境的驻点要素就是人居环境要素。以不同原材料取不同“过程”将获得不同“产品”，即使同类产品也会因不同过程对环境有不同的“ 效果 ”。因此，21世纪的人们将重新审视以往的“过程”、以期在充分且减量化利用资源基础上做到‘零污染’、‘零排放’和‘少能耗’。材料过程工程学将引领这一研究使其为我国国民经济做出贡献。

如水泥生产，目前主要采用机立窑和回转窑生产，二者差别就在于生料在窑内运动状态。机立窑中球状生料是上下平移，由于炉内火焰偏燃造成熟料质量的不稳定，还浪费大量能源。而新型干法的水泥回转窑工艺由于生料通过炉外预分解，在窑内粉状生料与火焰交汇充分焙烧得到质量上乘的水泥熟料，并可节省大量能源。但也因新型干法投资大和占地多，使其投资成本较高。利用材料过程工程学思想将二者结合起来,就是现在水泥生产企业广泛采用“窑外预分解”技术。传统的“回转窑”生产工艺是利用窑体旋转，使窑内合成的水泥熟料颗粒旋转烧成的技术。如果让窑体固定，而让生料旋转，这就诞生一项全新的水泥生产工艺——"旋转立窑"生产技术，这也是“材料过程工程学”在水泥生产中的具体应用。

再拿新型建筑材料来说，其定义众说纷纭。但从材料过程工程学观点，它是材料过程的产物。从地球获得原材料——工艺加工——产品——应用——废弃，整个过程是材料的全生命过程。如这一全过程甚至其任意链节或驻点发生改变都会有新的材料诞生。例如废弃物作为新的原材料、工艺过程的改变、甚至应用场合的不同，都会成为一种新材料。既会是生产出同一种产品，也会因原材料或工艺过程的变化，可被看作是一种新材料，因为它的资源和能源都已完全不同，其资源减量化和能耗的降低使其成本大为降低。因此新型建筑材料可定义为在建筑材料生命全过程中，其任意驻点如原材料、加工工艺、产品或应用场合的改变而得到的材料，都可称为新型建筑材料。其分类应该分为矿物新材料、工艺新材料、产品新材料和应用新材料，共计四大类。

材料过程工程学在材料科研选题、改进材料生产工艺、研制新型材料、原材料选用、拓展材料研究的新领域都具有重要的学术价值和应用前景。

相关科研论文

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3.Fei Shi, Lijiu Wang,Jingxiao Liu.Synthesis and characterization of silica aerogels by a novel fast ambient pressure drying process.Materials Letters,Volume 60, Issues 29-30, December 2006, Pages 3718-3722.

4.罗玉萍(导师:王立久).煤电转化材料过程工程研究.大连理工大学优秀博士论文;

5.张晓杰(导师:王立久).基于过程工程学原理结构胶粘剂增韧改性研究.大连理工大学硕士论文;

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7.迟耀辉; 王立久..电渗滤水混凝土试验研究. 昆明理工大学学报(理工版),2008(6).

8.王立久,黄凤远,张鸿.马希晨.纤维素基混凝土高效减水剂制备与应用研究.大连理工大学学报,2008(5).

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