鎳鈦記憶合金增材制造技術研究進展及其在航空領域的應用前景

（北京科技大學材料科學與工程學院， 北京100083）

鎳鈦形狀記憶合金（以下簡稱鎳鈦合金）是功能材料的優秀代表，因其特異的形狀記憶效應與超彈性、高阻尼性、高耐腐蝕性及優良的生物相容性等，已在眾多領域獲得了卓有成效的應用[1]。多孔鎳鈦合金除了秉承鎳鈦合金的上述優良特性外，同時又有著密度小、變形量大、力學性能可調等特點，特別適合制造輕質驅動器、高阻尼減振器件及人工骨骼等功能結構件[2-3]。通常，致密鎳鈦合金是以熔煉方式制備，而多孔鎳鈦合金采用粉末冶金方法制備[4]。然而，限于鎳鈦合金的熔點較高（1310℃）、化學活性大以及機加工性能差[5]，目前常規的熔煉方法或粉末冶金方法制備的鎳鈦合金多為外形簡單的小型器件，嚴重制約了鎳鈦合金的性能提高和應用推廣。

增材制造（AM）是近年來出現的一類利用計算機輔助的精密制造技術。金屬增材制造是按照數值化模型，通過連續堆積方式，實現從金屬原料到復雜結構金屬制品的無模具、快速、近凈成形[6]。金屬增材制造技術為制備形狀復雜、孔隙結構可控、大尺寸鎳鈦合金構件開辟了嶄新途徑，使航空結構用鎳鈦記憶合金驅動和阻尼構件的制造成為可能。

目前，鎳鈦合金增材制造技術的研究和開發尚處于初始階段，美國、歐洲工業發達國家在該領域處于領先地位，出現了多種不同形式的鎳鈦合金增材制造技術（見表1）。本文主要介紹了鎳鈦合金增材制造技術的研究現狀，對比分析了現階段各種技術方法的特點，并展望了其在航空領域的應用前景。……