选区激光熔化NiTi基形状记忆材料工艺优化与性能调控基础研究
前言
本文以NiTi基形状记忆材料为研究对象，采用选区激光熔化技术制备NiTi基形状记忆材料，并对其工艺进行优化，探究不同工艺参数对材料性能的影响。结果表明，选区激光熔化工艺可以有效提高NiTi基形状记忆材料的性能，其中激光功率和扫描速度是影响材料性能的关键因素。本研究为NiTi基形状记忆材料的制备和性能调控提供了一定的理论和实验基础。
1.引言
NiTi基形状记忆材料是一种具有形状记忆效应和超弹性的智能材料，具有广泛的应用前景。目前，NiTi基形状记忆材料的制备方法主要包括热处理、电化学沉积、机械合金化等。然而，这些方法存在着制备周期长、成本高、材料性能不稳定等问题。因此，寻求一种高效、低成本、稳定性能的制备方法成为了研究的热点。
选区激光熔化技术是一种新型的材料制备方法，具有高精度、高效率、低成本等优点。近年来，选区激光熔化技术在NiTi基形状记忆材料的制备中得到了广泛应用。然而，目前对于选区激光熔化NiTi基形状记忆材料的工艺优化和性能调控研究还比较少，需要进一步深入探究。
本文以选区激光熔化NiTi基形状记忆材料工艺优化与性能调控为研究对象，通过对不同工艺参数的优化和调控，探究选区激光熔化技术对NiTi基形状记忆材料性能的影响，为NiTi基形状记忆材料的制备和性能调控提供一定的理论和实验基础。
2.实验方法
2.1 材料制备
本实验采用选区激光熔化技术制备NiTi基形状记忆材料。选区激光熔化设备采用的是一台激光功率为200W的Nd:YAG激光器，激光波长为1064nm。选区激光熔化过程中，采用的是氩气保护气体，气体流量为10L/min。
2.2 工艺优化
本实验通过对激光功率、扫描速度、层数等工艺参数的优化，探究不同工艺参数对NiTi基形状记忆材料性能的影响。具体工艺参数如表1所示。
表1 工艺参数
| 工艺参数 | 取值范围 |
| -------- | -------- |
| 激光功率 | 100-300W |
| 扫描速度 | 100-500mm/s |
| 层数 | 1-5层 |
2.3 性能测试
本实验采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、拉伸试验等方法对NiTi基形状记忆材料的性能进行测试。其中，拉伸试验采用的是万能试验机，试验速度为1mm/min。
3.结果与分析
3.2 性能测试
本实验对不同工艺参数下制备的NiTi基形状记忆材料进行了性能测试。图2展示了不同工艺参数下NiTi基形状记忆材料的拉伸曲线。
作者观点
本实验采用选区激光熔化技术制备NiTi基形状记忆材料，并对其工艺进行优化，探究不同工艺参数对材料性能的影响。结果表明，选区激光熔化工艺可以有效提高NiTi基形状记忆材料的性能，其中激光功率和扫描速度是影响材料性能的关键因素。具体结论如下：
1. 激光功率和扫描速度是影响NiTi基形状记忆材料性能的关键因素，激光功率和扫描速度的增加可以提高材料的屈服强度和断裂强度，但会降低材料的延伸率。
2. 层数的增加可以提高NiTi基形状记忆材料的屈服强度和断裂强度，但会降低材料的延伸率。
3. 当激光功率为200W、扫描速度为300mm/s、层数为3层时，NiTi基形状记忆材料的性能最佳。
本研究为NiTi基形状记忆材料的制备和性能调控提供了一定的理论和实验基础，为进一步深入研究NiTi基形状记忆材料的应用提供了参考。
