供稿人：王义凯 高琳 供稿单位：西安交通大学机械制造系统工程国家重点实验室 发布日期：2022-11-09
NiTi形状记忆合金（SMA）因其可恢复的热机械性能而广泛应用于各领域。通过激光粉末床融合（LPBF）技术可以构建预先设计的复杂结构，从而进一步提高NiTi SMA的可恢复性能。然而，把LPBF技术应用于制备NiTi SMA的主要问题在于在打印过程中由于Ni/Ti成分的显著偏差而导致的热机械性能下降。
近来，中国科学院过程工程研究所团队通过采用在NiTi粉末上预涂Ni的方法，完成了Ni的均匀分布并保持其良好的球形度，这初步解决了目前LPBF打印过程中Ni损失引起的NiTi合金热机械性能下降的问题。
在研究过程中，该团队研制了一种新型的镍涂层NiTi粉末，并通过电显比较了化学镀前后NiTi合金粉末的形貌（如图1），两种粉末的球形度和大小相似，这表明化学镀很少改变原始粉末的形态。图2显示了原始粉末、原始粉末打印样品和涂层粉末打印样品的DSC结果。与原始粉末相比，由于Ni损失现象的存在，相应的打印样品的相变温度增加了约50℃。相比之下，涂覆粉末的打印样品的相变温度以类似于原始粉末的相变温度的方式向左移动，这表明NiTi SMA热机械性能的恢复。这与SEM结果一致，即镍涂层在打印过程中的NiTi基体里迅速均匀化。
图1 NiTi原始粉末（a）和化学镀后的NiTi粉末（b）的SEM图像
图2 DSC曲线：(a)原始粉末，(b)原始粉末的打印样品，(c) 1.2 wt% Ni涂层粉末的打印样品