總序言
材料是人類賴以生存和發展的物質基礎,是人類社會進步的標志和里程碑,是社會不斷進步的先導,是國家實現可持續發展的支柱。然而,地球上的礦藏是有限的,而且需要投入大量的能源,進行復雜的提煉、處理,產生大量污染,才能生產成為人類有用的材料,所以,材料是寶貴的,需要科學利用和認真保護。
半個多世紀特別是改革開放三十多年來,我國材料的研究、開發、應用有了快速的發展,水泥、鋼鐵、有色金屬、稀土材料、織物等許多材料的產量多年居世界第一。我國已經成為世界上材料的生產、銷售和消費大國。“中國材料”伴隨著“中國制造”的產品,遍布全球;伴隨著“中國建造”的工程項目,遍布全國乃至世界上很多國家。材料支撐我國國民經濟連續30多年GDP年均10%左右的高速發展,使我國成為全球第二大經濟體。但是,我國還不是材料強國,還存在諸多問題需要改進。例如,在制造環境、運行環境和自然環境的作用下,出現過早腐蝕、老化、磨損、斷裂(疲勞),材料及其制品在使用可靠性、安全性、經濟性和耐久性(簡稱“四性”)方面都還有大量的工作要做。
“材料延壽”是指對材料及其制品在服役環境作用下出現腐蝕、老化、磨損和斷裂而導致的過早失效進行預防與控制,以盡可能地提高其“四性”,也就是提高水平,提高質量,延長壽命。目標是節約資源、能源,減少對環境的污染,支持國家可持續發展。
材料及制品的“四性”實質上是材料及制品水平高低和質量好壞的最終表征和判斷標準。追求“四性”,就是追求全壽命周期使用的高水平、高質量,追求“質量第一”,追求“質量立國”,追求“材料強國”、“制造強國”、“民富、國強、美麗國家”。
我國在“材料延壽與可持續發展”方面,做過大量的研究,取得了顯著的成績,積累了豐富的實踐經驗,凝練出了一系列在材料全壽命周期中提高“四性”的重要理論、原則、技術和措施,可以總結,服務于社會。
“材料延壽與可持續發展”叢書的目的就在于:總結過去,總結已有的系統控制材料提前損傷、破壞和失效的因素,即腐蝕、老化、磨損和斷裂(主要是疲勞與腐蝕疲勞)的理論、原則、技術和措施,使各行業產品設計師,制造、使用和管理工程師有所啟示、有所參考、有所作為、有所貢獻,以盡可能地提高產品的“四性”,延長使用壽命。叢書的目的還在于:面對未來、研究未來,推進材料的優質化、高性能化、高強化、長壽命化,多品質、多規格化、標準化,傳統材料的綜合優化,材料的不斷創新,并為國家長遠發展,提出成套成熟可靠的理論、原則、政策和建議,推進國家“節約資源、節能減排”、“可持續發展”和“保衛地球、科學、和諧”發展戰略的實施,加速創建我國“材料強國”、“制造強國”。
在中國科協和中國工程院的領導與支持下,一批材料科學工作者不懈努力,不斷地編寫和出版系列圖書。衷心希望通過我們的努力,既能對設計師,制造、使用和管理工程師“材料延壽與可持續發展”的創新有所幫助,又能為國家成功實施“可持續發展”、“材料強國”、“制造強國”的發展戰略有所貢獻。
中國工程院院士
中國工程院副院長