丛书序

实现中华民族的伟大复兴，既是一代代国人前仆后继、为之奋斗的梦想，也是每一位科技工作者不可推卸的历史重任。在当下西方全方位打压我国的背景下，只有走中国特色自主创新的科技发展道路，始终面向世界科技前沿、面向经济主战场、面向国家重大需求，加速各领域的科技创新，把握全球科技的竞争先机，才是成为世界科技强国的根本要素。正是基于此，中国材料研究学会极端条件材料与器件分会适时组织了“极端条件材料基础理论及应用研究”系列丛书。

众所周知，先进材料与器件是现代高科技发展的重要基石。然而，先进材料及其器件的服役环境又往往是非常严苛的，比如大冲击荷载、超强电磁场、极低温和强辐射等。在这种工况下，材料内部微结构与性质的演变、疲劳损伤特性，以及材料器件的功能特性、应用可靠性，完全不同于常规条件下的情形。

不同极端条件所产生的影响是不相同的。在高能激光应用技术领域，当高功率密度激光（超强电磁脉冲）经过光学元件表面或内部时，光学元件表面极微小的缺陷或杂质可诱发强烈的非线性效应。当这种效应超过一定阈值后，会导致光学元件损伤失效，从而使大型激光装置无法正常运行。因此，必须厘清相应的光学材料在极端条件下的服役特性，如三倍频条件下运行的光学材料与元件，其激光损伤特性以及相应的解决方案是当前亟待解决的问题。在核能领域，核电厂的安全运行与材料在强辐射、高温高压条件下的服役特性密切相关。比如核电厂能源发生与传递系统中的结构材料，尤其是第一壁，在必然要经受大剂量高能X射线、γ射线、β射线、α粒子、中子和其他重离子射线的长期辐射后，会发生多种形式的结构损伤、高压高温环境导致的腐蚀乃至材料失效，其损伤特性与辐射粒子类型密切相关、其损伤的作用机制也各不相同。因此，深入了解核能材料在强辐射及高温高压环境下的损伤失效规律是提高核能安全和促进核电事业发展的必要前提。在极地应用的材料大多涉及极低温、强磁场。这种环境下，物质的能带及其材料的微结构会发生较大变化，从而引起材料性质和相应器件特性变化，有的甚至是颠覆性的改变。因此，要保证极地环境装备安全、高效运行，其重要前提是深入理解影响材料及构件的可靠性、稳定性与极端环境关系的内在机制。当我们需要利用高压环境合成新材料，需要探究极端压力条件下凝聚态物质的原子结构、密度、内能、物相演变、强度变化等的诸多未知问题时，创建静态、动态的超高压技术平台非常重要、不可或缺。另外，大质量行星内部尤其是星核部分，相关物质的高压态物相和物性研究也是深入理解行星内部运动和演化的前沿热点。

探索新的物理效应，发现新的物理现象，合成新的人造材料，是当今世界的科技前沿热点，也是创新的源头。为向广大科研工作者和研究生系统介绍上述各方面的基础理论和最新研究进展，中国材料研究学会极端条件材料与器件分会组织了国内外知名学者编撰了本套丛书系列。这些专家学者都长期工作在科研一线，对涉及领域的相关问题进行了多年的深入探索与实践，积累了可供借鉴的丰富经验，形成了颇有价值的独到见解。本丛书先期出版的书目如下：《熔石英光学元件强紫外激光诱导损伤》（中国工程物理研究院杨李茗）、《静高压技术和科学》（中国科学院物理所靳常青）、《极端条件下凝聚介质的动态特性》（中国工程物理研究院吴强）、《光学制造中的材料科学与技术》（［美］塔亚布·I.苏拉特瓦拉著，吴姜玮译，中国工程物理研究院蒋晓东审校）、《核电厂材料》（［瑞士］沃尔夫冈·霍费尔纳著，上海核工厂研究设计院译）、《极地环境服役材料》（上海海事大学董丽华）。

在两个一百年交汇之际，本丛书的出版希望能为广大科研工作者和工程技术人员提供有益、有效的参考。倘若如此，我们将为实现中华民族伟大复兴能贡献一份力量而倍感欣慰。

2022 年 8 月

张联盟：武汉理工大学首席教授，中国工程院院士，中国复合材料学会副理事长，“特种功能材料技术教育部重点实验室”主任，“湖北省先进复合材料技术创新中心”主任，“极端条件材料基础理论及应用研究”丛书编委会主任。