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本書概述了水冷裂變反應堆、第四代裂變反應堆以及聚變反應堆用結構材料；當前可用的研究工具，分析檢測核電結構材料的微觀結構和力學性能及利用計算熱力學設計新型高性能合金；輻射引起的材料顯微組織和性能變化及輻照環境下材料的腐蝕、疲勞、氫脆等；反應堆壓力容器的低合金鋼的製備；回火鐵素體/馬氏體鋼的發展；納米級氧化物彌散強化鐵素體/馬氏體鋼的加工方法和性能以及難熔合金的製備。本書對從事核電反應堆材料和反應堆設計、研究、運行、生產和教學以及相關材料專業的科技人員、本科生、研究生都有重要的參考價值。
第1章 水冷裂變反應堆中結構材料綜述
1.1 引言
1.2 輕水反應堆環境和主要退化模式
1.2.1 熱老化與疲勞
1.2.2 輻照
1.2.3 水環境
1.3 輕水反應堆用關鍵結構材料綜述
1.3.1 鋯基合金
1.3.2 奧氏體不銹鋼
1.3.3 鑄造奧氏體不銹鋼
1.3.4 鎳基合金
1.3.5 低合金鋼
參考文獻
第2章 第四代裂變核反應爐系統和結構材料運行環境綜述
2.1 引言
2.2 液態金屬冷卻快堆
2.2.1 鈉冷快堆（SFR）——總體設計與應用
2.2.2 鉛冷快堆（LFR）
2.3 氦冷堆
2.3.1 超高溫反應堆（VHTR）
2.3.2 氣冷快堆
2.4 其他第四代裂變反應堆系統
2.4.1 熔鹽燃料反應堆（MSR）
2.4.2 熔鹽冷卻反應堆
2.4.3 超臨界水冷反應堆（SCWR）
2.4.4 總結
參考文獻
第3章 聚變核反應爐系統和結構材料運行環境綜述
3.1 引言
3.2 基礎物理學概述
3.2.1 聚變反應周圍材料的中子和熱負荷
3.3 核聚變環境中材料退化的基礎
3.3.1 與裂變環境的比較
3.4 MCF.和.ICF.概念型設計的概述
3.4.1 MCF.概念型電廠設計
3.4.2 ICF.概念型電廠設計
3.5 壁/包覆層結構材料的選擇
3.5.1 RAF/M.鋼
3.5.2 納米結構鐵素體合金
3.5.3 釩合金
3.5.4 連續.SiC.纖維增強.SiC.陶瓷基複合材料
3.5.5 氦在聚變結構材料中的作用
3.6 偏濾器/限幅器應用材料
3.6.1 鎢及鎢合金
3.6.2 碳纖維複合材料
3.6.3 液壁
3.7 真空容器（VV）材料
3.8 磁性結構材料
參考文獻
第4章 微觀結構、力學性能及計算熱力學研究工具
4.1 簡介
4.1.1 背景
4.1.2 輻照材料表徵
4.2 微觀結構工具
4.2.1 輻照誘導微觀結構
4.2.2 微觀結構工具
4.2.3 電子顯微學
4.2.4 原子探針層析技術
4.2.5 中子小角散射（SANS）
4.2.6 基於正電子湮沒譜學的技術
4.2.7 微結構技術小結
4.3 基於小尺寸試樣測試輻照材料的力學性能
4.3.1 引言
4.3.2 小尺寸試樣拉伸測試
4.3.3 顯微硬度測試
4.3.4 輻照脆化實驗：轉變溫度移位元與斷裂韌性
4.3.5 輻照硬化-脆化關係
4.3.6 納米尺度下的力學測試資料
4.3.7 小結
4.4 計算合金設計與優化
4.4.1 引言
4.4.2 合金優化
4.4.3 合金選擇與設計
4.4.4 動力學和力學性能類比
4.4.5 小結
參考文獻
第5章 反應堆用結構合金中的輻照及熱機械退化效應
5.1 概述
5.2 熱機械性能退化過程
5.2.1 熱老化
5.2.2 熱蠕變
5.2.3 疲勞和蠕變疲勞
5.3 輻照硬化和脆化
5.3.1 與輻照劑量相關的低溫輻照硬化和塑性降低
5.3.2 與溫度相關的輻照硬化和塑性降低
5.3.3 低溫輻照脆化
5.4 輻照誘發相和微量化學變化
5.4.1 非晶化
5.4.2 輻照增強和誘發偏聚（及析出）
5.5 輻照改性和應力改性作用下的腐蝕和開裂現象
5.6 輻照誘發的尺寸不穩定性
5.6.1 空穴腫脹
5.6.2 輻照蠕變
5.6.3 輻照生長
5.7 高溫氦脆
5.8 結論
致謝
參考文獻
第6章 當代和下一代核反應爐的腐蝕問題
6.1 核反應爐系統的腐蝕
6.1.1 腐蝕類型
6.1.2 核反應爐系統的運行條件
6.2 水冷堆的腐蝕
6.2.1 亞臨界水
6.2.2 超臨界水
6.3 氦冷堆的腐蝕
6.3.1 VHTR.環境中的氧化
6.3.2 VHTR.環境中的脫碳
6.3.3 VHTR.環境中的滲碳
6.3.4 內氧化
6.3.5 其他問題
6.4 熔鹽堆和液態金屬堆的腐蝕
6.4.1 熔鹽
6.4.2 鈉
6.4.3 鉛合金
參考文獻
擴展閱讀
第7章 輕水堆燃料包殼和堆芯構件用鋯合金
7.1 鋯合金概述
7.2 製造和微觀結構
7.2.1 概述
7.2.2 晶格結構及第二相粒子
7.2.3 鋯合金的加工與製造
7.2.4 鋯合金的各向異性
7.2.5 織構
7.3 腐蝕和積垢
7.3.1 概述
7.3.2 鋯合金腐蝕
7.3.3 燃料棒積垢
7.3.4 PWR.冷卻劑化學
7.3.5 BWR.冷卻劑化學
7.3.6 嚴重腐蝕和積垢引起的燃料元件破壞
7.4 氫化和機械完整性
7.4.1 概述
7.4.2 氫化對未輻照合金力學性能的影響
7.4.3 氫化對輻照力學性能的影響
7.4.4 氫化物對事故後瞬態力學性能的影響
7.5 輻照效應
7.5.1 概述
7.5.2 輻照對耐蝕性的影響
7.5.3 輻照硬化和脆化
7.5.4 輻照生長
7.5.5 輻照蠕變
7.6 破壞機制
7.6.1 概述
7.6.2 碎片磨損
7.6.3 格架-燃料棒微動磨損（GTRF）
7.6.4 芯塊-包殼力學相互作用（PCMI）
7.6.5 芯塊-包殼相互作用-應力腐蝕開裂(PCI-SCC)
