從歷史上看解決金屬材料可靠性問題一直是金屬材料科學(xué)家和工程師的一個(gè)古老和長期的追求，因?yàn)樗麄兊挠绊懡饘俨牧习踩??？紤]到結(jié)構(gòu)金屬材料由于微裂紋等損傷的擴(kuò)散而不可逆地隨時(shí)間降解，其增長最終導(dǎo)致失效。而且大多數(shù)時(shí)候，這些內(nèi)部缺陷或損傷都是深藏在金屬材料內(nèi)部的，很難察覺和修復(fù)。最近，人們對具有自愈能力的金屬材料產(chǎn)生了極大的興趣，因?yàn)檫@種性能可以潛在地延長金屬材料的使用壽命，最小化更換成本，提高產(chǎn)品的安全性和可靠性。因此，擁有具有內(nèi)在自我修復(fù)能力的金屬材料——一種仿生愈合功能，可以避免失敗，并延長組件和結(jié)構(gòu)的使用壽命。
盡管金屬材料自愈能力是生物起源的生物體的獨(dú)有特性，不容易在非生物材料中實(shí)現(xiàn)，但人們正在不斷努力模仿天然材料，并將自愈能力集成到聚合物和聚合物復(fù)合金材料中。自工程愈合性能用于封閉和愈合材料在使用過程中產(chǎn)生的裂縫，已在膠結(jié)材料和聚合物材料中描述。自修復(fù)方法主要是通過表面改性或通過與鎳鈦合金等其他智能材料創(chuàng)建復(fù)合金材料而獲得的，這些方法被用于金屬和其他無生命材料中。例如，通常保護(hù)鋁(Al)和鈦(Ti)等金屬表面不受腐蝕的氧化膜的損傷，可以通過空氣中的再氧化來修復(fù)，這可以看作是一種自我修復(fù)形式。通過將焊錫材料封裝到金屬基體中獲得的自愈合性能也得到了鑒定。
在金屬材料和其他一些析出形成系統(tǒng)進(jìn)行適當(dāng)?shù)臒崽幚砗螅灿^察到了商業(yè)鋁合金的自愈合行為。愈合可以通過外部能量來源來啟動(dòng)，如子彈穿透[17]的情況所示，彈道沖擊通過允許離聚物的自愈合導(dǎo)致材料局部加熱。已經(jīng)開發(fā)了幾種不同的策略來傳授自愈功能，近年來，涉及自愈材料各個(gè)方面的出版物數(shù)量顯著增加?？偟膩碚f，絕大多數(shù)的文章都是關(guān)于高分子復(fù)合材料和水泥材料的。金屬系統(tǒng)領(lǐng)域的研究仍處于起步階段。然而，自愈合金屬材料(如鈦)的出現(xiàn)要求具有生物相容性，并在此進(jìn)行了探索，這為傳統(tǒng)上由金屬材料主導(dǎo)的金屬和生物特性的理想結(jié)合提供了一個(gè)令人興奮的范例。根據(jù)愈合方法的不同，金屬系統(tǒng)的自愈合可以分為兩類:(i)內(nèi)在的，能夠愈合裂縫或修復(fù)金屬本身的損傷;(ii)外在的，必須預(yù)先嵌入愈合劑。
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