[发明专利]具有三维互穿网络结构的形状记忆合金增强镁基复合材料及其制备方法

权利要求书

1.一种具有三维互穿网络结构的形状记忆合金增强镁基复合材料，其特征在于，所述的复合材料由形状记忆合金增强体与镁或镁合金基体组成，以体积百分数计，形状记忆合金增强体含量为10%~80%，其余为镁或镁合金基体，该形状记忆合金为钛镍合金、钛铜合金、钛镍铜合金、铜铝镍合金、铜锌合金中的一种，并且不与熔融的镁或镁合金发生反应；所述的复合材料具有三维互穿网络结构，表现为增强体与基体分别具有独立的拓扑结构并在三维空间穿插互补结合；

形状记忆合金的马氏体相变温度与镁或镁合金的蠕变温度相匹配，所述的复合材料具有一定的形状记忆效应，即复合材料在室温发生塑性变形后，在加热到形状记忆合金的马氏体相变温度以上时，其变形能够自动回复，当总室温应变量不超过20%时，回复应变量占总应变量的比例大于1%；

所述的具有三维互穿网络结构的形状记忆合金增强镁基复合材料的制备方法，包括以下步骤：

1）设计具有网络拓扑结构的形状记忆合金增强体骨架，建立骨架的三维模型，将模型导入到利用激光选区熔化技术成型的金属3D打印机中，通过3D打印将形状记忆合金粉体制备成具有设计结构的形状记忆合金增强体骨架；

步骤1）中，所述的形状记忆合金粉体的粒径为1~200μm，形状记忆合金增强体骨架具有三维网络拓扑结构，骨架的孔隙率为20%~90%，平均孔径为0.01~3mm，连接筋直径为0.005~2.5mm；

2）将步骤1）打印的形状记忆合金增强体骨架与镁或镁合金一同放入坩埚，将坩埚置于熔炼设备中，在真空或保护气氛下加热使镁或镁合金熔化并浸渗入形状记忆合金增强体骨架中；

3）停止加热，待镁或镁合金凝固并冷却后将坩埚从熔炼设备中取出，得到具有三维互穿网络结构的形状记忆合金增强镁基复合材料。

2.根据权利要求1所述的具有三维互穿网络结构的形状记忆合金增强镁基复合材料，其特征在于，所述的复合材料的压缩强度为250~800MPa，压缩应变量大于10%，密度范围为2.2~4.2g/cm³。

3.根据权利要求1所述的具有三维互穿网络结构的形状记忆合金增强镁基复合材料，其特征在于，步骤2）中，所述的坩埚为石墨坩埚、氧化镁坩埚、刚玉坩埚、45钢坩埚、镍坩埚中的一种，所述的保护气氛为氩气、氮气、氦气中的一种，加热温度超过镁或镁合金的熔点，为650℃~1000℃，保温时间1~100min；金属熔体浸渗形状记忆合金骨架采用真空浸渗，真空度为-0.005~-0.5MPa。