本書為材料類專業(yè)的技術(shù)基礎(chǔ)課教材。本書以科學研究進展為依據(jù)，重點介紹了金屬材料、二次離子電池材料、催化劑等常見材料的服役損傷和微觀機理，以及改性防護的理論和措施，還介紹了一些相關(guān)的原位實驗研究方法。
全書共8 章，包括：金屬材料的氫脆機理及抗氫設(shè)計、金屬材料的液態(tài)金屬致脆機理、高溫合金的服役損傷及機理、金屬材料輻照損傷與機理、二次離子電池材料中的服役損傷、催化劑失活機制、原位實驗研究方法、服役損傷機理的模擬研究方法。
本書主要供材料科學與工程、材料物理、納米材料等專業(yè)的高年級本科生、研究生使用，也可作為相關(guān)專業(yè)科技人員的參考用書。
本書以科學研究進展為依據(jù)，重點介紹了金屬材料、二次離子電池材料、催化劑等常見材料的服役損傷和微觀機理認識，以及改性防護的理論和措施，還介紹了一些相關(guān)的原位實驗研究方法。
本書為材料類專業(yè)的技術(shù)基礎(chǔ)課教材。材料服役損傷研究在現(xiàn)代科學技術(shù)與工程領(lǐng)域中占據(jù)著至關(guān)重要的地位。隨著工業(yè)化和現(xiàn)代化進程的加速，各類工程結(jié)構(gòu)和設(shè)備在復雜多變的服役環(huán)境中，不可避免地會受到各種形式的損傷，如疲勞、腐蝕、磨損、蠕變和斷裂等。這些損傷不僅會降低材料的性能、縮短使用壽命，還可能引發(fā)嚴重的安全事故，對人民生命財產(chǎn)安全構(gòu)成威脅。同時，新型金屬材料的大量研發(fā)、儲能材料，尤其是二次離子電池材料和先進催化劑材料等新材料的開發(fā)和應用，明確材料服役損傷微觀機理對于保障材料在服役環(huán)境中的安全使用和改進，以及獲得新材料都有至關(guān)重要的意義。另一方面，新材料的不斷涌現(xiàn)也對材料服役損傷研究提出了新要求，為相關(guān)理論的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。顯微表征技術(shù)，尤其是多種原位顯微技術(shù)的進步、原子尺度模擬技術(shù)的進步、先進研究條件的普及，為材料服役損傷微觀機理的研究提供了良好的條件。
本書以科學研究進展為依據(jù)，重點介紹了金屬材料、二次離子電池材料、催化劑等常見材料的服役損傷和微觀機理認識，以及改性防護的理論和措施，還介紹了一些相關(guān)的原位實驗研究方法。全書共8 章，包括：金屬材料的氫脆機理及抗氫設(shè)計、金屬材料的液態(tài)金屬致脆機理、高溫合金的服役損傷及機理、金屬材料輻照損傷與機理、二次離子電池材料中的服役損傷、催化劑失活機制、原位實驗研究方法、服役損傷機理的模擬研究方法。本書主要供材料科學與工程、材料物理、納米材料等專業(yè)的高年級本科生、研究生使用，也可作為相關(guān)專業(yè)科技人員的參考用書。
由于編者水平有限，書中難免存在疏漏和不足之處，敬請廣大讀者批評指正。
編 者
高等院校老師
序
前言
第1 章 金屬材料的氫脆機理及抗氫設(shè)計1
1.1 氫的行為 1
1.2 氫脆機制 3
1.3 高強鋼的抗氫脆設(shè)計 6
1.4 碳化物對鋼氫脆性能的影響 7
1.5 測氫技術(shù)原理與應用 16
1.6 氫脆性能的評價方法 21
第2 章 金屬材料的液態(tài)金屬致脆機理 24
2.1 液態(tài)金屬致脆簡介 24
2.2 液態(tài)金屬致脆現(xiàn)象與特征 25
2.3 液態(tài)金屬致脆的形成機理 28
2.4 影響液態(tài)金屬致脆的因素 34
2.5 防止液態(tài)金屬致脆的措施 36
第3 章 高溫合金的服役損傷及機理 38
3.1 高溫合金簡介 38
3.2 高溫合金的種類 38
3.3 高溫合金的服役環(huán)境 39
3.4 高溫合金的蠕變損傷及機理 39
3.5 高溫合金的疲勞損傷及機理 42
3.6 高溫合金的熱腐蝕損傷及機理 43
3.7 高溫合金的其他損傷及機理 45
第4 章 金屬材料輻照損傷與機理 48
4.1 輻照損傷的研究歷史 48
4.2 中子輻照 49
4.3 電子、質(zhì)子及重離子輻照 51
4.4 反應堆關(guān)鍵結(jié)構(gòu)材料的輻照損傷行為 . 52
4.5 反應堆用不銹鋼的氧化腐蝕 59
第5 章 二次離子電池材料中的服役損傷 61
5.1 二次離子電池的發(fā)展歷史與前沿 61
5.2 鋰金屬負極材料的固液界面相及有害的沉積行為 64
5.3 硅基負極材料的固液界面相與應力腐蝕機理 68
第6 章 催化劑失活機制 73
6.1 中毒失活 73
6.2 結(jié)垢失活 74
6.3 燒結(jié)失活 78
6.4 化學降解失活 82
6.5 機械失活 84
第7 章 原位實驗研究方法 87
7.1 原位透射電子顯微技術(shù) 87
7.2 原位透射電子顯微技術(shù)在電池領(lǐng)域的應用 88
7.3 原位透射電子顯微技術(shù)在催化領(lǐng)域的 應用 90
7.4 原位透射電子顯微技術(shù)在納米材料領(lǐng)域的應用 93
7.5 原位透射電子顯微技術(shù)的發(fā)展趨勢 98
7.6 其他原位表征技術(shù)的應用 101
第8 章 服役損傷機理的模擬研究方法 104
8.1 計算材料學常用的理論模擬方法 104
8.2 計算模擬在服役損傷機理中的應用 107
參考文獻 114
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