;第7章形状记忆复合材料;SMM可作为一个重要组元与其它材料复合制成形状记忆复合材料，形状记忆复合材料可分为

形状记忆合金复合材料(Shapememoryalloycomposites，SMAC)

形状记忆陶瓷复合材料(Shapememoryceramiccomposites，SMCC)

形状记忆聚合物复合材料(Shapememorypolymercomposites，SMPC)等。;7.1.1热感应相变;与电场感应顺电-铁电相变相关的自发应变可用下述方程描述：;7.2马氏体的相变热力学;7.3形状记忆合金复合材料SMAC;2.热弹性马氏体相变的微观机制：;3.热弹性马氏体的形状记忆效应;4.非热弹性马氏体;5.超弹性马氏体（伪弹性马氏体）;图7-7：1）整个应力应变循环过程中的温度保持不变，即△T=0。如果变形温度Td不同，则其对应的应力-应变回线（热滞回线）也不同，其对应的σMs、σMf、σAs、σAf均会变化。2）超弹性与伪弹性不加区分。3）所施加的应力不能超过滑移临界应力，超出的话会发生塑性变形，形状记忆效应和超弹性均会被破坏。4）如果形状完全恢复需具备以下条件：马氏体相变为热弹性的；母相奥氏体与马氏体呈现有序的点阵结构；马氏体点阵的不切变为孪生，亚结构为孪晶或层错；马氏体相变在晶体学上是可逆的。;6.形状记忆效应与超弹性效应之间的关系;7.3.2常见形状记忆合金复合材料;2）显微组织;2.Ti5Si3/NiTi形状记忆合金复合材料;图?7-12TEM照片：(a)(c)层片共晶结构；(b)NiTi和Ti5Si3相的SAED；(d)高分辨照片;3.TiNi/Al形状记忆合金铝基复合材料;显微组织;图7-17中厚度处FSPedAl(a)、NiTi-A/Al?(b)和NiTi/Al复合材料(c)的断裂路径SEM照片;7.4形状记忆陶瓷复合材料;7.4.1形状记忆陶瓷复合材料的记忆机制;2.马氏体相变形状记忆机制;纯?ZrO2在高温相为立方结构（c-ZrO2），中温相为四方结构（t-ZrO2），低温相为单斜结构（m--ZrO2），见图7-19。三者的密度分别为单斜ZrO2为5.56，四方ZrO2为6.10，立方ZrO2为6.27。从高温相向低温相转变时体积膨胀，反之则体积收缩。冷却时发生四方相(t)向单斜相(m)转变，由于该转变具有无扩散、变温转变、热滞、表面浮突及可逆等特征，故称马氏体相变。该马氏体转变，伴随有3-5%的体积膨胀。;3.铁电形状记忆陶瓷-电场诱发的记忆机制;7.4.2常用形状???忆陶瓷复合材料;（2）显微组织;2.稳定二氧化锆12mol%CeO2-TZP(Ce-TZP)形状记忆复合材料;3）记忆性能;8%CeO2–0.5%Y2O3-ZrO2形状记忆复合材料;1号柱：直径0.7μm，小于平均粒径1.7μm，高度4.1μm大于平均粒径，柱内含2-3个晶粒，形成竹子结构如图7-27所示。对其施加0.5mN的载荷，发生弯曲，如图7-27（D）?的扫描电镜（SEM）图像所示，载荷-位移曲线如图7-27（G）所示。曲线出现两个较大的平台，卸载后存在大量的残余位移。根据图7-27（G）得支柱的压缩应变约为7%、马氏体转变的临界压应力σc为0.5GPa。柱身未见裂纹，一侧表面出现因马氏体相变而产生的条纹图案。;图7-28?1号柱变形SEM图像(A)和截面TEM图像（B和C），及其对应的高分辨（D）和傅里叶变换的斑点花样（E）;4.三元组合ZrO2-TiO2-AlO1.5低滞后形状记忆陶瓷复合材料;图7-29?结合机器学习、计算热力学和晶格工程多方面建模方法预测ZrO2陶瓷复合材料的形状记忆特性图;3）优选最佳成分组合;图7-32?二元、三元、四元ZrO2陶瓷加热冷却热滞循环曲线及其与SMA的热滞比较;7.5形状记忆聚合物复合材料;7.5.1形状记忆聚合物复合材料的分类;7.5.2?形状记忆聚合物复合材料的记忆机理;7.5.3常见形状记忆聚合物复合材料;图7-355Rf?%和Rr%参数评价示意图;图7-37变形的SMPC样品随时间的恢复率。;2）PCL/PBAT形状记忆复合材料;?

图7-39?(a)PCL、PBAT和PCL/PBAT复合材料的DSC曲线；(b)不同PCL含量时复合材料的形状固化率；(c)PCL、PBAT和PCL/PBAT复合材料的XRD图；(d)不同PCL含量时复合材料PCL/PBAT的形状回复率；(e)形状记忆机制的分子结构演化图;如图7-39（a）所示，DSC曲线可知，复合材料在约57℃处出现一个吸热峰，为PCL的熔化峰。在PCL/PBAT混合体系中，PCL作为开关段，其熔化温度（Tm-PCL）决定了Tt