蔡健平，中国航天标准化及产品保证研究院可靠性所，研究员，1969年生。1992年毕业于北京航空航天大学，1995年获中国科学院金属研究所硕士学位，2001年获英国曼彻斯特大学博士学位。曾在北京航空材料研究院工作，现为中国航天标准化及产品保证研究院可靠性所研究员。

主要研究方向为腐蚀与防护、装备环境工程和可靠性工程等工作，承担过国防工业技术基础重点项目、总装预先研究重点项目、国家自然科学基金以及多个型号横向课题，并参与空客、通用电气等国际合作项目。在国内外发表学术论文40余篇，培养硕士生4名，获国防科技进步奖二等奖一项，航空工业一等奖一项，拥有4项专利。现担任国际杂志《 Corrosion Engineering, Science and Technology 》编委。 

材料的环境适应性对装备的质量有重大影响，这在航空航天装备上表现得更为明显。本书以系统工程为方法论，以工程系统为理论框架，对材料环境适应性工程所涉及的基本概念和理论进行了分析，并主要针对航空航天材料，讨论了材料环境适应性工程所涉及的专业技术和工程技术，最后给出了材料环境适应性工程的案例。
本书可供各种行业研制、设计、制造、检验、储运、维护维修、供应、管理等部门的设计师、工程师和管理人员参考，尤为适合于装备论证、产品环境工程、可靠性工程、质量工程、产品总体等部门人员使用；本书也可作为工科大学生、研究生、博士生参考；另外本书还适合材料专业工作者、复杂性和技术哲学等学者和研究者参考。

第1章绪言
1.1材料与人类社会的发展/001
1.2材料环境适应性概念的出现/001
1.3航空航天工业中材料环境适应性问题的典型案例/002
1.4材料环境适应性的方法论/004
1.5材料环境适应性系统工程的意义/006
1.6本书的内容和章节安排/007
参考文献/008

概念与方法篇
第2章材料环境适应性工程基础
2.1材料环境适应性工程的内涵/010
2.2一般系统论简介/012
2.2.1一般系统论在材料环境适应性工程中的作用/012
2.2.2系统论的发展历史/013
2.2.3系统论中的基本概念/016
2.2.4一般系统论的原理/017
2.2.5构造系统的方法/019
2.2.6研究一般系统的方法/020
2.3工程系统的基本原理/024
2.3.1工程要素/024
2.3.2工程的系统特征、工程系统及其复杂性/025
2.3.3工程系统组成和结构/027
2.3.4工程系统的协调器/027
2.4材料环境适应性工程的组成和指标/028
2.4.1材料环境适应性工程的子系统/028
2.4.2材料环境适应性工程的指标/029
2.4.3材料环境适应性工程理论的三维结构/029
2.4.4工程技术维的逻辑结构/030
2.4.5专业知识维的演化模式/031
2.5材料环境适应性工程的特点/032
2.6材料环境适应性工程与相关学科的关系/033
2.6.1材料环境适应性工程与系统工程/033
2.6.2材料环境适应性工程与材料科学与工程/034
2.6.3材料环境适应性工程与装备环境工程/034
2.6.4环境适应性、可靠性和材料环境适应性工程与可靠性工程/034
2.6.5材料环境适应性工程与管理科学/037
2.7材料环境适应性在装备全寿命周期中的地位/038
2.8材料环境适应性工程中的剪裁原理/039
参考文献/040

专业知识篇
第3章材料种类和性质
3.1高温合金/043
3.1.1概述/043
3.1.2主要的高温合金/044
3.1.3高温合金的发展趋势/045
3.2铝合金/047
3.2.1概述/047
3.2.2主要的铝合金/049
3.2.3铝合金的发展趋势/051
3.3钛合金/051
3.3.1概述/051
3.3.2主要的钛合金/053
3.3.3钛合金的发展趋势/054
3.4超高强度钢/056
3.4.1概述/056
3.4.2主要的超高强度钢/056
3.4.3超高强度钢发展趋势/058
3.5复合材料/059
3.5.1概述/059
3.5.2主要的复合材料/062
3.5.3复合材料的发展趋势/064
3.6高分子材料/065
3.6.1概述/065
3.6.2主要高分子材料/066
3.6.3高分子材料的发展趋势/069
3.7功能材料及其他材料/071
参考文献/071
第4章材料环境损伤理论
4.1材料环境损伤的类别/073
4.2材料疲劳理论/074
4.2.1材料疲劳的概念/074
4.2.2材料疲劳的分类/074
4.2.3影响材料疲劳的因素/076
4.2.4疲劳发生过程/081
4.2.5疲劳裂纹萌生机理/083
4.2.6疲劳裂纹扩展机理/084
4.3材料摩擦磨损理论/086
4.3.1基本概念/086
4.3.2摩擦磨损的分类/087
4.3.3磨料磨损/089
4.3.4黏着磨损/092
4.3.5疲劳磨损/093
4.3.6腐蚀磨损/094
4.3.7微动磨损/096
4.3.8影响磨损的因素/098
4.4材料腐蚀理论/098
4.4.1材料腐蚀的概念/098
4.4.2金属腐蚀的分类/099
4.4.3金属的电化学腐蚀电池理论/101
4.4.4电极电位和电化学腐蚀倾向/102
4.4.5极化和极化曲线/103
4.4.6影响金属腐蚀的因素/104
4.4.7高分子材料的腐蚀/105
4.5综合环境下材料损伤理论/106
4.5.1金属腐蚀疲劳/107
4.5.2氢脆/107
4.5.3综合环境下材料损伤的进一步讨论/108
参考文献/108
第5章材料加工工艺与表面工程技术
5.1材料加工工艺/110
5.1.1加工工艺对材料环境适应性的意义/110
5.1.2主要加工工艺中材料环境适应性考虑/110
5.2表面工程技术/112
5.2.1表面工程分类/113
5.2.2表面形变强化技术/118
5.2.3电化学转化/119
5.2.4电镀/122
5.2.5涂覆有机涂料/126
5.2.6热喷涂技术/129
参考文献/129
第6章失效分析技术
6.1失效分析基本概念/130
6.2失效分析目的和意义/130
6.3基本失效模式/132
6.4失效分析的基本思路/132
6.4.1失效过程的特点/132
6.4.2失效原因的特点/134
6.4.3几种典型的失效分析思路/134
6.4.4失效分析的一般程序/137
6.5失效分析技术/138
6.5.1常规失效分析技术/138
6.5.2定量分析技术/145
6.5.3计算机模拟分析技术/146
6.5.4其他失效分析技术/150
6.6失效分析案例/158
6.6.1应力腐蚀/158
6.6.2液态金属致脆/159
6.6.3氢脆/162
6.6.4腐蚀疲劳/163
6.7失效和故障分析的发展方向/165
参考文献/167

工程技术篇
第7章环境条件及其效应分析
7.1材料所面临的环境条件/170
7.2获取材料的服役环境数据的方法/171
7.3环境严酷度分类和材料的服役环境谱/173
7.4常见环境因素对材料的影响/175
参考文献/183
第8章材料环境适应性设计
8.1材料环境适应性设计的基本原则/185
8.1.1材料抗疲劳设计的基本原则/186
8.1.2材料抗摩擦磨损设计的基本原则/187
8.1.3材料抗腐蚀损伤的基本原则/187
8.2材料选择/189
8.2.1金属材料的选择/189
8.2.2非金属材料的选择/190
8.3控制环境设计/191
8.3.1通风设计/192
8.3.2排水设计/192
8.3.3密封设计/193
8.3.4缓蚀剂应用/194
8.4结构设计/196
8.4.1典型机械紧固连接件设计/196
8.4.2特殊结构/机构设计/201
8.4.3典型零组件设计/209
8.5制造工艺性设计/224
8.5.1材料表面防护设计/225
8.5.2材料制造工艺设计/225
8.5.3工序间防锈/229
8.5.4清洗、干燥和除油/230
8.5.5装配工艺设计/232
8.6对海军用材料环境适应性设计的展望/233
参考文献/233
第9章材料环境适应性试验与评价
9.1概述/235
9.2实验室疲劳试验技术/237
9.3摩擦磨损试验技术/239
9.4金属腐蚀试验技术/243
9.5自然环境试验技术/244
9.5.1大气暴露试验/244
9.5.2我国自然环境试验条件资源及数据积累和共享现状/253
9.6加速试验与材料环境适应性评价/258
9.6.1加速试验方法/258
9.6.2实验室加速试验的重现性及其与现场试验相关性讨论/262
9.7加速试验评价案例/266
9.7.1通过加速试验评价导弹橡胶密封圈贮存寿命案例/266
9.7.2通过加速试验方法评价铝合金大气腐蚀案例/267
9.7.3通过加速试验方法评价有机防护涂层性能案例/270
9.7.4通过加速试验方法评价材料疲劳寿命案例/273
9.7.5固体润滑球轴承寿命试验评价案例/274
参考文献/274
第10章使用过程中材料环境适应性控制
10.1概述/276
10.2飞机结构材料的损伤/276
10.3飞机结构材料损伤的检查/277
10.3.1一般结构材料损伤的检查方法/277
10.3.2对复合材料损伤的检查/278
10.3.3腐蚀的主要检查部位和损伤形式/279
10.3.4疲劳、断裂等机械损伤的主要损伤形式和检查部位/280
10.4外场使用维护过程中腐蚀的预防性控制措施/280
10.5飞机结构的损伤修理准则和修理方案/282
10.5.1飞机结构损伤修理准则/282
10.5.2飞机结构损伤修理方案/282
10.6飞机结构损伤修理的方法/283
10.6.1飞机一般结构损伤的修理方法/283
10.6.2飞机复合材料损伤的修理方法/284
10.7使用维护中信息采集和使用/285
10.7.1采集使用维护信息的目的/285
10.7.2使用维护信息采集的要求/286
10.7.3使用维护信息采集的主要项目/286
10.8使用维护过程中材料环境适应性控制案例/287
10.8.1使用维护过程中发动机腐蚀的控制/287
10.8.2使用维护过程中起落架疲劳损伤的控制/288
10.8.3使用维护过程中涡轮叶片疲劳的控制/290
10.8.4使用维护过程中航空发动机磨损的控制/291
参考文献/295

组织实践篇
第11章材料环境适应性工程的管理和组织
11.1概述/297
11.2现代代表性的管理理论/297
11.3航空航天产业中产品保证的管理实践/299
11.4材料环境适应性工程组织和管理的模型/300
11.5总体设计部的素质要求/302
11.6几种材料环境适应性管理技术/303
11.6.1材料的成熟度分级/303
11.6.2加工制造工艺管理/304
11.6.3材料环境适应性工程中的专家咨询法/305
11.6.4材料环境适应性工程中的知识管理/306
11.6.5材料环境适应性工程中的标准化/307
11.6.6材料环境适应性工程中的人员素质要求/308
11.7美国国防部腐蚀控制系统工程中的组织和管理/308
11.7.1美国国防部腐蚀控制系统工程的发展过程/308
11.7.2美国国防部腐蚀控制系统工程的目标/314
11.7.3腐蚀控制经济效益分析/314
11.8腐蚀控制研讨厅/320
参考文献/325
第12章材料环境适应性工程实践案例
12.1概述/326
12.2飞机日历定寿中的材料环境适应性工程/327
12.2.1飞机使用寿命、日历定寿和材料环境适应性/327
12.2.2飞机日历定寿系统的目标和总体结构/328
12.2.3飞机日历定寿系统的管理维/328
12.2.4飞机日历定寿中腐蚀(老化)控制的工程技术维/331
12.3航天装备贮存寿命和贮存延寿/342
12.3.1贮存、贮存寿命、贮存延寿和材料环境适应性工程/342
12.3.2航天装备材料环境适应性工程的目标和总体结构/343
12.3.3航天装备材料环境适应性工程系统的管理维/343
12.3.4航天装备贮存寿命和贮存延寿的工程技术/346
参考文献/354
索引/355