NiTi合金凭借可逆马氏体相变赋予的优异形状记忆与超弹性能，在航空航天、生物医疗等前沿领域需求迫切，却受限于机加工难、组织-性能耦合敏感的制造瓶颈。激光粉末床熔融（PBF-LB）虽为复杂构件快速成形开辟新径，但非平衡凝固导致Ti₄Ni₂O_x等析出相形貌不可控，成为制约其功能一致性的关键难题。

01 研究内容简介

近日，由华中科技大学李冬冬副教授联合广东技术师范大学、西北有色金属研究院等科研机构，在Smart Materials in Manufacturing期刊发表了一篇题为“Tailoring the Ti₄Ni₂O_x morphology in NiTi via powder bed fusion-laser beam for excellent shape memory effect”的研究论文（Volume 4, 2026, 100104）。系统提出层间交替激光粉末床熔融（ALT-PBF-LB）新策略，首次实现NiTi合金中Ti₄Ni₂O_x析出相形貌的可控调控与协同强化，为增材制造高性能形状记忆合金提供了理论依据与工艺路径，是目前增材NiTi功能优化领域的前沿突破。

论文亮点

1. 层间交替PBF-LB新工艺：

首次采用变扫描间距策略，在单一样品内实现Ti₄Ni₂O_x球形/椭球形区域化共控，为NiTi析出相形貌调控提供全新工艺路线。

2. 形貌-反应机理解耦：

结合EDS与HRTEM，证实包晶反应生成椭球形、共晶反应生成球形Ti₄Ni₂O_x，厘清扫描间距-热历史-形貌的内在关联机制。

3. 界面-性能协同提升：

共格球形Ti₄Ni₂O_x抑制塑性变形，非共格椭球形Ti₄Ni₂O_x阻碍位错运动，双形态协同使形状记忆比率跃升至98.8%。

4. 4D打印应用展望：

基于可编程析出相设计，提出“工艺-界面-功能”一体化思路，为复杂结构NiTi器件的高可靠、定制化增材制造开辟新路径。

02 论文通讯作者简介

李冬冬

华中科技大学材料科学与工程学院副教授、博士生导师，主要研究方向为钛合金特殊粉末冶金、生物医用钛合金的3D打印及表面改性。

03 资助信息

This work was financially supported by the National Key R&D Program of China (No. 2023YFB4005403), the National Natural Science Foundation of China (No. 52171238, and 52574416), and the Optical Valley Science Research Project, WEHDZ (No. 2019001).

04 原文信息

Bowen Ma, Haizhou Lu, Jiayin Li, Dongxu Chen, Kejia Pan, Dongdong Li, Yuping Zhang,Tailoring the Ti₄Ni₂O_x morphology in NiTi via powder bed fusion-laser beam for excellent shape memory effect,Smart Materials in Manufacturing, 2026, 4:100104

05 原文链接

https://doi.org/10.1016/j.smmf.2025.100104

06 期刊简介

Smart Materials in Manufacturing (SMMF) 是一本跨学科的开放获取型国际期刊。期刊主要关注最新型嵌入式功能材料的制造、加工及创新，聚焦现有及最前沿的处理新型材料及系统的制造技术。期刊主编由RMIT University的Cuie Wen教授担任。

SMMF主要刊发原创研究论文、权威评论和最前沿的研究理论及观点。涉及研究领域包括但不限于结构层次、仿生学、受控相位形成、结构适应性、形状记忆和变形能力、刺激响应、针对目标应用、传感和驱动的改进和定制特性。

所有投至期刊的文章均经过严格、高水平的同行评审，一经收录将发表在月活用户超过1800万的ScienceDirect平台，供领域内的学者、及全球读者免费阅读、下载及引用。欢迎广大师生、学者朋友们积极投稿！

目前，期刊已被Scopus，CAS(美国化学文摘)，Ei Compendex，EBSCO及INSPEC等数据库收录。

主编