極地環(huán)境服役材料與表面防護技術(shù)：極端條件材料基礎(chǔ)理論及應(yīng)用研究

第1章極地環(huán)境與極地研究發(fā)展趨勢
1.1極地探索與開發(fā)／1
1.2極地的低溫環(huán)境／3
1.3極地的雪／4
1.4極地的冰川與海冰／4
1.4.1冰川／4
1.4.2海冰／5
1.5極地的微生物／7
1.5.1極地微生物在低溫環(huán)境的自我防護／8
1.5.2極地微生物分泌的冰結(jié)構(gòu)蛋白／9
1.5.3極地微生物在強紫外輻射環(huán)境的自我防護／11
1.5.4極地微生物對服役材料的影響／12
1.6極地研究發(fā)展趨勢／14
1.6.1國內(nèi)外學(xué)術(shù)研究論文發(fā)表情況／14
1.6.2科研項目情況／19
1.6.3專利申請情況／29
1.6.4相關(guān)活動開展情況／32
參考文獻／36
第2章極地船舶材料
2.1極地船舶低溫鋼材料及其焊接材料／39
2.1.1研究低溫鋼材料的戰(zhàn)略意義／39
2.1.2破冰船建造用低溫鋼／41
2.1.3破冰船建造用焊接材料／44
2.2極地船舶表面防護材料／47
2.2.1耐冰摩擦涂料／47
2.2.2耐磨耐腐蝕復(fù)合鋼板／51
2.2.3耐磨耐腐蝕金屬基復(fù)合涂層／52
參考文獻／52
第3章極地服役材料表面處理技術(shù)及工藝
3.1激光熔覆技術(shù)／54
3.1.1激光熔覆粉末的添加方式／56
3.1.2激光熔覆工藝參數(shù)／58
3.1.3激光熔覆技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀／60
3.1.4激光熔覆技術(shù)存在的主要難題及解決措施／61
3.1.5激光熔覆技術(shù)發(fā)展趨勢／63
3.2等離子堆焊技術(shù)／63
3.2.1等離子堆焊工藝／66
3.2.2等離子堆焊技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀／68
3.2.3等離子堆焊技術(shù)存在的主要問題及發(fā)展前景／68
3.3熱噴涂技術(shù)／70
3.3.1熱噴涂技術(shù)的特點和分類／71
3.3.2熱噴涂材料現(xiàn)狀與挑戰(zhàn)／72
參考文獻／73
第4章表面耐磨耐腐蝕涂層及防護材料
4.1激光熔覆材料設(shè)計的一般原則／77
4.1.1激光熔覆材料與基體材料熱膨脹系數(shù)的匹配／77
4.1.2激光熔覆材料與基體材料熔點的匹配／78
4.1.3激光熔覆材料對基體材料的潤濕性／78
4.2激光熔覆用材料體系／78
4.2.1自熔性合金粉末／79
4.2.2陶瓷粉末／83
4.2.3復(fù)合材料粉末／86
4.2.4稀土及其氧化物粉末／87
4.3激光熔覆用材料的現(xiàn)狀／89
參考文獻／90
第5章激光熔覆技術(shù)在極地服役材料表面防護中的應(yīng)用
5.1激光熔覆涂層的制備與微觀結(jié)構(gòu)表征／94
5.1.1實驗材料及樣品的制備／94
5.1.2涂層表面物相分析／99
5.1.3涂層表面微觀組織分析／100
5.1.4涂層截面分析／102
5.2激光熔覆涂層力學(xué)性能表征／105
5.2.1實驗材料與方法／105
5.2.2拉伸性能測試結(jié)果與分析／106
5.2.3剪切強度結(jié)果與分析／108
5.2.4沖擊韌性結(jié)果與分析／109
5.2.5硬度測試結(jié)果與分析／110
5.3激光熔覆涂層的低溫耐磨性／112
5.3.1實驗材料與方法／112
5.3.2干摩擦環(huán)境下涂層的耐磨性／112
5.3.3NaCl溶液介質(zhì)中涂層的耐磨性／116
5.3.4溫度對涂層的耐磨性的影響／118
5.4激光熔覆涂層的低溫耐腐蝕性／122
5.4.1實驗材料與方法／122
5.4.2試樣在0.5mol/L HCl溶液中電化學(xué)測試結(jié)果與分析／122
5.4.3試樣在質(zhì)量分數(shù)3.5％ NaCl溶液中的電化學(xué)測試結(jié)果與分析／130
5.5激光熔覆涂層的耐微生物腐蝕性／138
5.5.1實驗材料與方法／138
5.5.2Co基涂層與317L不銹鋼浸泡菌液時電化學(xué)測試結(jié)果與分析／140
5.5.3Co基涂層與317L不銹鋼浸泡菌液后的掃描電子顯微表面形貌分析／143
5.5.4Co基涂層與317L不銹鋼浸泡菌液后的腐蝕3D輪廓形貌／145
5.5.5Co基涂層與317L不銹鋼浸泡菌液后的失重分析／146
5.6小結(jié)／147
參考文獻／148
第6章極地服役低溫鋼表面等離子堆焊涂層與激光熔覆涂層的性能比較
6.1樣品制備與性能表征／151
6.1.1試驗材料與樣品制備／151
6.1.2涂層的性能表征／155
6.2不同工藝對Co基涂層顯微組織結(jié)構(gòu)的影響／158
6.3不同工藝對Ni基涂層顯微組織結(jié)構(gòu)的影響／162
6.4不同工藝下涂層的顯微硬度性能分析／163
6.5不同工藝下的Co基涂層耐磨性分析／164
6.6不同工藝下的Ni基涂層耐磨性分析／167
6.7等離子堆焊工藝下兩種涂層的耐磨性分析／169
6.8激光熔覆工藝下兩種涂層的耐磨性分析／171
6.9小結(jié)／172
參考文獻／173
第7章極地抗冰涂層研究及其發(fā)展趨勢
7.1固體表面浸潤理論／179
7.1.1超疏水表面的潤濕性／179
7.1.2潤濕理論模型／180
7.2結(jié)冰理論／183
7.3超疏水界面的抗冰特性／186
7.4極地抗冰涂層的發(fā)展趨勢／189
7.4.1超疏水涂層／189
7.4.2功能性光熱超疏水涂層／193
7.4.3功能性電熱超疏水涂層／196
7.4.4其他復(fù)合功能性超疏水涂層／201
7.5小結(jié)／204
參考文獻／205
第8章極地船舶材料的性能檢測與標(biāo)準
8.1極地船舶主要金屬材料的性能檢測／209
8.1.1高強度結(jié)構(gòu)鋼／209
8.1.2復(fù)合鋼板／212
8.1.3Z向鋼／213
8.1.4耐輻照鋼／214
8.1.5焊接材料／214
8.2極地船舶材料性能試驗方法／215
8.2.1極地船舶材料的力學(xué)性能試驗／215
8.2.2極地船舶材料耐腐蝕性檢測的重要性／217
8.2.3極地船舶材料耐腐蝕性檢測方法討論／221
8.2.4極地船舶焊接材料耐腐蝕性檢測方法討論／223
參考文獻／232