[发明专利]具有镍钛记忆多层复合结构的柔性壁板、制备方法及其应用

说明书

本发明提供一种具有镍钛记忆多层复合结构的柔性壁板，该柔性壁板具有三维空心可记忆镍钛叠层结构，所述三维空心可记忆镍钛叠层结构包括两块可记忆多层镍钛叠层壁板，且两块可记忆多层镍钛叠层壁板间隔连接形成具有弹性的三维空心结构；其中，具有弹性的三维空心结构沿记忆多层镍钛叠层壁板进行贯穿连接。本发明还提供一种具有镍钛记忆多层复合结构的柔性壁板的制备方法及应用。本发明的柔性壁板具有弹性的三维空心结构，同时扩散结构形成稳定的记忆层，从而完成层与层的变形，最终实现整体的变形，提高材料的形变能力。

技术领域

本发明涉及增材制造技术领域，具体而言涉及一种具有镍钛记忆多层复合结构的柔性壁板及其制备方法及其应用。

背景技术

镍钛形状记忆合金以其特异的形状记忆效应和高阻尼性、超弹性、高腐蚀性及优良的生物相容性，在众多领域已获得卓有成效的应用。

然而，由于镍钛合金熔点较高，从而导致镍钛合金的熔炼制备与机械加工性能都较差，而使用目前的熔炼方法和粉末冶金一般是制备外形简单、尺寸较小的构件；例如，航空航天工业中，一般是将镍钛形状记忆合金应用在管接头、紧固件、连接部件、电器连接和机电执行元件上。

公布号为CN112692283A的中国专利文献公开了一种多层可记忆镍钛叠层柔性壁板的增材制造方法，采用激光熔覆技术，在氩气气氛中，以ABABAB的结构层交替送粉打印，每单层打印完后，需停留一段时间再进行下一单层打印，直至打印出所需厚度的镍钛叠层壁板；将打印好的镍钛叠层壁板放入真空退火炉中，在一定的真空度中，将炉内加热至一定温度，保温，再冷却至室温，即得可记忆镍钛叠层柔性壁板。该方法制备的镍钛叠层柔性壁板具有更好的形状记忆能力，镍钛层组织致密，层与层之间结合度好，壁板内部缺陷少，但该镍钛叠层柔性壁板仍然会产生多种成型缺陷，材料性能还需要进一步提升，且无法实现主动变形，形变能力仍然受到一定的限制。

发明内容

本发明目的在于针对现有技术的不足，提供一种具有镍钛记忆多层复合结构的柔性壁板，该柔性壁板具有弹性的三维空心结构，同时扩散结构形成稳定的记忆层，从而完成层与层的变形，最终实现整体的变形，提高材料的形变能力。

根据本发明目的的第一方面，提供一种具有镍钛记忆多层复合结构的柔性壁板，该柔性壁板具有三维空心可记忆镍钛叠层结构，所述三维空心可记忆镍钛叠层结构包括两块可记忆多层镍钛叠层壁板，且两块可记忆多层镍钛叠层壁板间隔连接形成具有弹性的三维空心结构；其中，具有弹性的三维空心结构沿记忆多层镍钛叠层壁板进行贯穿连接。

优选的，具有弹性的三维空心结构呈相互连接的V型结构。

优选的，所述三维空心可记忆镍钛叠层结构为一层或者多层。

优选的，所述可记忆多层镍钛叠层壁板至少三层，并以ABA的结构层交替叠加而成；其中，A为纯钛粉，B为纯镍粉，且第一层和最后一层皆为A。

优选的，所述可记忆多层镍钛叠层壁板的厚度为0.1-0.4mm。

根据本发明目的的第二方面，提供一种具有镍钛记忆多层复合结构的柔性壁板的制备方法，具体包括以下步骤：

通过激光熔覆技术，以ABA的结构层交替送粉打印出所需厚度的多层镍钛叠层壁板，其中，A为纯钛粉，B为纯镍粉，且第一层和最后一层皆为A；

再对打印出的多层镍钛叠层壁板进行第一次真空退火处理，使镍钛界面处形成扩散溶解层，得到具有形状记忆效应的多层镍钛叠层壁板；

将得到的具有形状记忆效应的多层镍钛叠层壁板通过轧制及第二次真空退火，改善板材的组织与性能，得到可记忆多层镍钛叠层壁板；

之后通过扩散连接和超塑成型，形成三维空心可记忆镍钛叠层结构，得到具有镍钛记忆多层复合结构的柔性壁板。