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极地环境服役材料与表面防护技术:极端条件材料基础理论及应用研究

极地环境服役材料与表面防护技术:极端条件材料基础理论及应用研究

作者:董丽华、刘涛、范丽、郭娜、高珊、林一

出版社:上海科学技术出版社

出版时间:2023-08-01

ISBN:9787547862445

定价:¥150.00

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内容简介
  在极地开发的大背景下,本书作者以所在团队10年来在极地服役材料领域的科研成果为基础,并汇集了国内外最新的一些技术成果,组织编写了《极地环境服役材料与表面防护技术》一书。本书介绍了极地材料服役环境、极地船舶材料(包括低温钢、低温焊料及极地用表面涂层与防护材料)、极地服役材料表面处理技术及工艺、适用于极地环境的表面耐磨耐腐蚀涂层及防护材料、激光熔覆技术和等离子堆焊技术、极地抗冰涂层研究及其发展趋势,以及目前关于极地环境服役材料的检测方法与标准体系。
作者简介
  1.董丽华,二级教授。交通运输部领军人才,上海市曙光学者,上海市三八红旗手。现任上海深远海洋装备材料工程技术研究中心主任,上海市重型破冰船关键钢材协同创新中心主任,海洋材料科学与工程研究院常务副院长。作为首席科学家,主持国家海洋行业公益性重大项目1项,主持完成国家自然基金、国家重点研发计划子课题,上海市曙光计划、交通运输部重点科技项目、上海市科技创新行动计划等科研项目50余项。获国家、省部级科技进步奖10余项,其他奖多项。发表学术论文100余篇,其中被SCI收录70余篇,出版著作12部,授权专利30余项。2. 刘涛,上海海事大学海洋科学与工程学院教授,上海深远海洋装备材料工程技术研究中心副主任,交通运输部科技英才,上海市人才发展基金获得者。获得省部级奖励3项,主持国家自然基金及省部级项目10余项。发表SCI论文50余篇,其中一区论文20余篇,封面论文1篇,他引合计600余次。3. 范丽,上海建桥学院机电学院副教授。发表SCI论文20余篇,授权发明专利3项。
目录
第1章极地环境与极地研究发展趋势
1.1极地探索与开发/1
1.2极地的低温环境/3
1.3极地的雪/4
1.4极地的冰川与海冰/4
1.4.1冰川/4
1.4.2海冰/5
1.5极地的微生物/7
1.5.1极地微生物在低温环境的自我防护/8
1.5.2极地微生物分泌的冰结构蛋白/9
1.5.3极地微生物在强紫外辐射环境的自我防护/11
1.5.4极地微生物对服役材料的影响/12
1.6极地研究发展趋势/14
1.6.1国内外学术研究论文发表情况/14
1.6.2科研项目情况/19
1.6.3专利申请情况/29
1.6.4相关活动开展情况/32
参考文献/36
第2章极地船舶材料
2.1极地船舶低温钢材料及其焊接材料/39
2.1.1研究低温钢材料的战略意义/39
2.1.2破冰船建造用低温钢/41
2.1.3破冰船建造用焊接材料/44
2.2极地船舶表面防护材料/47
2.2.1耐冰摩擦涂料/47
2.2.2耐磨耐腐蚀复合钢板/51
2.2.3耐磨耐腐蚀金属基复合涂层/52
参考文献/52
第3章极地服役材料表面处理技术及工艺
3.1激光熔覆技术/54
3.1.1激光熔覆粉末的添加方式/56
3.1.2激光熔覆工艺参数/58
3.1.3激光熔覆技术应用现状/60
3.1.4激光熔覆技术存在的主要难题及解决措施/61
3.1.5激光熔覆技术发展趋势/63
3.2等离子堆焊技术/63
3.2.1等离子堆焊工艺/66
3.2.2等离子堆焊技术的应用现状/68
3.2.3等离子堆焊技术存在的主要问题及发展前景/68
3.3热喷涂技术/70
3.3.1热喷涂技术的特点和分类/71
3.3.2热喷涂材料现状与挑战/72
参考文献/73
第4章表面耐磨耐腐蚀涂层及防护材料
4.1激光熔覆材料设计的一般原则/77
4.1.1激光熔覆材料与基体材料热膨胀系数的匹配/77
4.1.2激光熔覆材料与基体材料熔点的匹配/78
4.1.3激光熔覆材料对基体材料的润湿性/78
4.2激光熔覆用材料体系/78
4.2.1自熔性合金粉末/79
4.2.2陶瓷粉末/83
4.2.3复合材料粉末/86
4.2.4稀土及其氧化物粉末/87
4.3激光熔覆用材料的现状/89
参考文献/90
第5章激光熔覆技术在极地服役材料表面防护中的应用
5.1激光熔覆涂层的制备与微观结构表征/94
5.1.1实验材料及样品的制备/94
5.1.2涂层表面物相分析/99
5.1.3涂层表面微观组织分析/100
5.1.4涂层截面分析/102
5.2激光熔覆涂层力学性能表征/105
5.2.1实验材料与方法/105
5.2.2拉伸性能测试结果与分析/106
5.2.3剪切强度结果与分析/108
5.2.4冲击韧性结果与分析/109
5.2.5硬度测试结果与分析/110
5.3激光熔覆涂层的低温耐磨性/112
5.3.1实验材料与方法/112
5.3.2干摩擦环境下涂层的耐磨性/112
5.3.3NaCl溶液介质中涂层的耐磨性/116
5.3.4温度对涂层的耐磨性的影响/118
5.4激光熔覆涂层的低温耐腐蚀性/122
5.4.1实验材料与方法/122
5.4.2试样在0.5mol/L HCl溶液中电化学测试结果与分析/122
5.4.3试样在质量分数3.5% NaCl溶液中的电化学测试结果与分析/130
5.5激光熔覆涂层的耐微生物腐蚀性/138
5.5.1实验材料与方法/138
5.5.2Co基涂层与317L不锈钢浸泡菌液时电化学测试结果与分析/140
5.5.3Co基涂层与317L不锈钢浸泡菌液后的扫描电子显微表面形貌分析/143
5.5.4Co基涂层与317L不锈钢浸泡菌液后的腐蚀3D轮廓形貌/145
5.5.5Co基涂层与317L不锈钢浸泡菌液后的失重分析/146
5.6小结/147
参考文献/148
第6章极地服役低温钢表面等离子堆焊涂层与激光熔覆涂层的性能比较
6.1样品制备与性能表征/151
6.1.1试验材料与样品制备/151
6.1.2涂层的性能表征/155
6.2不同工艺对Co基涂层显微组织结构的影响/158
6.3不同工艺对Ni基涂层显微组织结构的影响/162
6.4不同工艺下涂层的显微硬度性能分析/163
6.5不同工艺下的Co基涂层耐磨性分析/164
6.6不同工艺下的Ni基涂层耐磨性分析/167
6.7等离子堆焊工艺下两种涂层的耐磨性分析/169
6.8激光熔覆工艺下两种涂层的耐磨性分析/171
6.9小结/172
参考文献/173
第7章极地抗冰涂层研究及其发展趋势
7.1固体表面浸润理论/179
7.1.1超疏水表面的润湿性/179
7.1.2润湿理论模型/180
7.2结冰理论/183
7.3超疏水界面的抗冰特性/186
7.4极地抗冰涂层的发展趋势/189
7.4.1超疏水涂层/189
7.4.2功能性光热超疏水涂层/193
7.4.3功能性电热超疏水涂层/196
7.4.4其他复合功能性超疏水涂层/201
7.5小结/204
参考文献/205
第8章极地船舶材料的性能检测与标准
8.1极地船舶主要金属材料的性能检测/209
8.1.1高强度结构钢/209
8.1.2复合钢板/212
8.1.3Z向钢/213
8.1.4耐辐照钢/214
8.1.5焊接材料/214
8.2极地船舶材料性能试验方法/215
8.2.1极地船舶材料的力学性能试验/215
8.2.2极地船舶材料耐腐蚀性检测的重要性/217
8.2.3极地船舶材料耐腐蚀性检测方法讨论/221
8.2.4极地船舶焊接材料耐腐蚀性检测方法讨论/223
参考文献/232
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