前言

21 世纪以来，国际竞争重点已从陆地转向了海洋，从临海和近海走向深远海和极地。随着全球气候变暖，北冰洋的“黄金海道”有望在 2040 年完全开通并投入商业使用。北极航线的东北航道将成为连接欧、亚两大洲的最短航线，比我国北方港口到欧洲西北部的传统航线缩短 25％～55％，每年可节省 533亿～1 274 亿美元的国际贸易海运成本。北极航线的开通极大地促进了极地运输船舶的需求与发展，同时对满足极地服役条件的船舶与海洋工程材料也提出了更高的要求。值得关注的是，在极地特殊环境中，服役材料要经受氯离子、海冰、低温、微生物等多种因素的影响，材料耦合损伤与失效情况非常严重。在此背景下，专门针对极地环境的材料开发就成为了多个国家共同面对且亟待突破的技术瓶颈。随着近些年各个国家极地探索脚步的加快，极地破冰船钢铁材料及其涂层的腐蚀（包括微生物腐蚀）、磨蚀等失效问题更是引起了国内外的广泛关注。

极地海洋环境差异化明显，水线以上的船体材料受到的飞溅海水腐蚀作用非常严重。在吃水线附近及以下区域，船舶的中舷侧平直区域在航行中受到浮冰、多年冰、水下冰川的碰撞作用，会破坏船体表面防护层，加重船体表面的破坏。因此，提高极地环境下的材料性能是一个系统工程，要从材料本体、涂料防护和环境因素等多个方面进行综合探索和研究。

本书首先从系统层面介绍了极地环境与极地研究的发展趋势，帮助读者了解极地开发的战略意义；接着聚焦于极地船舶材料的整体研究现状与进展；然后结合本书作者团队和国内外其他优秀团队的科研成果，分别从表面处理工艺、表面防护涂层、抗冰涂层等几个方面进行阐述，最后从极地船舶材料的检测标准等方面进行总结。因此，无论是相关领域的学者、行业领域的专家还是立志于极地研究的学子，都或多或少可以从本书中找到自己感兴趣的内容。

当然，限于作者的专业领域和知识水平，本书难免有一些错漏之处，希望国内外专家和读者朋友多多包涵并不吝赐教。衷心希望此书的出版可做引玉之砖，带动极地材料领域更多优秀的成果与读者见面，那将是本书作者的荣幸。本书在撰写过程中得到了国内外同行们的大力支持，很多专家都提出了宝贵的意见和建议，在此谨对各位同行及专家学者致以诚挚的谢意。

作者
2023 年 6 月