金屬自愈合材料有修復物理損傷或恢復功能性能的能力

眾所周知金屬材料自愈領域的研究還處于起步階段，金屬自愈合材料在過去的十年中才得到重視。以往對自愈合材料的綜述主要集中在描述高分子材料中獲得自愈合的各種途徑，而主要針對可用于設計鈦金屬及其合金的自愈合的物理或化學機制。金屬自愈合材料受生物系統(tǒng)啟發(fā)而產生的自愈涂層具有修復物理損傷或恢復功能性能的能力，且不需要任何干預。當動力學非?？鞎r，現(xiàn)象是由進入或離開所考慮的材料表面的物質的擴散(質量傳輸)控制的。

因此，金屬自愈合材料該制度的組成也將發(fā)生變化。類似的作用也被其他工作者發(fā)現(xiàn)在生物系統(tǒng)中，例如涉及膜和酶的過程。眾所周知，基本的擴散控制模式，如表面擴散，Ds;晶界擴散，Dgb;空位擴散(Dv)和管道擴散(Dp)是測定多晶金屬中原子擴散速率的基本方法。一般而言，金屬自愈合材料表面擴散比晶界擴散快得多，晶界擴散比晶格擴散快得多。因此，多晶材料中的原子擴散，金屬自愈合材料實際上是電化學誘導的自愈，經(jīng)常使用擴散動力學的組合來建模。關于鈦中相變模式的更多細節(jié)已經(jīng)在其他地方討論過。

金屬自愈合材料該機制基于熱彈性位移相變設計方法。某些強有序金屬間化合物表現(xiàn)出剪切主導的熱彈性位移轉變，包括最小的體積膨脹、高度的晶體可逆性和在塑性變形過程中容易發(fā)生孿晶的低溫同素異形體。金屬自愈合材料這種組合產生了眾所周知的形狀記憶效應，即在向高溫奧氏體相變過程中，低溫馬氏體相所受的塑性變形幾乎可以完全逆轉。在最近的金屬自愈合材料一項研究中，通過觀察退火后的裂紋愈合，證明了熱工程自愈合。