层状异质NiTi合金

弹热效率提52%

通过激光粉末床熔融原位重熔策略，制备出粗细晶交替的NiTi形状记忆合金，打破弹热制冷中冷却容量与效率的权衡，实现绿色高效固态制冷。

李坤 · Jiahui, Fang · Zhan, Jianbin · Ma, Ruijin · Shengqain, Wang · Xinsheng, Yang · Zhang, David Z. · Murr, Lawrence Eugene · 曹华军

Additive Manufacturing 2025

参数信息

弹热效率提升幅度

52.3 %

能量耗散降低幅度

38.5 %

相变焓提升幅度

38 %

技术优势

打破效率与容量权衡

层状异质结构使合金获得阶梯式相变行为，从而在几乎不损失冷却容量的同时大幅提高弹热效率。

相变焓额外提升

阶梯式相变行为使相变焓比均匀样品额外提高38%，增强了弹热效应。

能量耗散显著降低

与均匀微观结构相比，层状异质结构样品的能量耗散降低38.5%，有助于提高制冷效率。

应用场景

• 固态制冷：用于替代传统压缩机制冷，实现无制冷剂、低噪音的固态冷却装置。
• 形状记忆合金：利用NiTi合金的弹热效应，在应力驱动相变过程中实现制冷。
• 激光粉末床熔融：通过LPBF原位重熔策略定制微观结构，实现性能优化。
• 绿色制冷：提供无温室气体排放的高效制冷方案，符合环保要求。