综述：塑造混合复合材料的未来：混合镍钛复合材料制造与性能方面的新兴创新

《Materials Today Advances》：Shaping the future of hybrid composites: Emerging innovations in hybrid nickel-titanium composite manufacturing and performance

　　

Muzafar Hussain|Muhammad Yasir Khalid|Wael Zaki|Rehan Umer

摘要

对轻质、高性能且具有集成智能特性的结构的需求不断增长，这加速了先进智能材料的发展。其中，镍钛（NiTi）形状记忆合金（SMAs）及其复合材料因具备可逆相变能力而特别吸引人，这种能力使它们能够实现自适应、自响应和多功能行为。当将这些材料集成到复合材料体系中时，NiTi-SMAs显著提升了驱动性能、振动抑制效果、阻尼能力以及自修复功能，使其成为下一代航空航天结构的理想候选材料。本文全面总结了NiTi-SMAs在复合材料结构中的制造和集成方面的最新进展，重点关注其在航空航天领域的应用，如驱动器、可展开的空间部件以及变形结构。尽管这些系统在技术可行性和经济潜力方面表现优异，但循环稳定性、可扩展加工工艺以及高效结构设计方面的挑战仍限制了其更广泛的应用。文中特别探讨了先进的制造方法，尤其是粉末床熔融和直接能量沉积技术。最后，本文还阐述了新兴的研究方向，特别关注那些能够对NiTi-SMAs中的复杂工艺-结构-性能关系进行建模的机器学习（ML）框架。通过将成分和加工参数与结构及功能性能联系起来，机器学习方法为加速优化和开发下一代智能航空航天系统提供了途径。