CN117757237A - 一种多孔NiTi基合金/高分子复合材料及其制备工艺与应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种多孔NiTi基合金/高分子复合材料及其制备工艺与应用，所述复合材料中多孔NiTi基合金的体积占比为10～80％，孔隙率为20～90％，且孔隙间相互贯通；高分子材料的孔隙率为0～80％，孔隙间相互贯通或封闭。该多孔NiTi基合金/高分子复合材料的制备工艺，包括以下步骤：采用气雾化法/机械混合法制备NiTi基粉末并筛分，获得NiTi基预合金/元素混合粉末；采用增材制造工艺制备多孔NiTi基合金；将多孔NiTi基合金作为高分子发泡处理的模具，对高分子材料进行发泡处理，获得多孔NiTi基合金/高分子复合材料。该复合材料能够应用于生物医疗、减震吸能与航空航天等领域。
Description
技术领域
本发明属于NiTi基合金、高分子、复合材料领域，具体涉及一种多孔NiTi基合金/高分子复合材料及其制备工艺与应用。
背景技术
NiTi基合金(NiTi、NiTiCu、NiTiFe和NiTiNb等)具有良好的形状记忆效应、超弹性、生物相容性和阻尼性能，在生物医疗、汽车、航空航天等工程领域具有广阔应用背景。由于轧制、锻造等传统工艺制备的NiTi基合金构件几何形状比较简单(如板材、丝材和棒材等)，以及NiTi基合金在机加工过程反应敏感高、热导率低导致的其初步成形件后续加工难度大、成本高等问题，严重限制了NiTi基合金的应用范围。与传统制造工艺相比，增材制造工艺在成形复杂几何形状构件方面表现出显著优越性。当前，增材制造工艺已经实现了实体和多孔NiTi基合金的制备与应用前景探索(金属学报59(1)(2023)55-74、Virtual andPhysical Prototyping 18(1)(2022))。然而，对于多孔NiTi基合金而言，目前，研究者通过多孔构型设计、多孔表面改性等方法一定程度上提高了其减震和生物相容性性能，但是仍存在性能提高程度有限、改性成本高等问题，制约了多孔NiTi基合金在生物医疗领域和减震领域的应用。聚乳酸、聚乙烯、橡胶等高分子材料加工成本相对较低，具有良好的生物相容性、吸能减震特性。研究表明，金属高分子复合材料能够同时发挥出二者的综合性能，实现性能优化，满足新技术、新场景的应用需求。目前，报道结果已经采用注塑、压延或粘贴方式制备得到了金属高分子复合材料，使其能够通过CT成像技术进行材料内部介观结构的检测及观察；同时，研究者也将高分子纺丝液，以金属为纺丝基板进行纺丝，在金属材料表面形成高分子纤维无纺布，接着将高分子纤维无纺布和金属进行压合获得金属高分子复合材料。然而，迄今为止，尚无结合增材制造工艺与高分子发泡工艺，获得多孔NiTi基合金/高分子复合材料的报道。
发明内容
为了克服现有技术的不足和缺点，本发明的首要目的在于提供一种多孔NiTi基合金/高分子复合材料的制备工艺。
本发明的第二目的在于提供一种多孔NiTi基合金/高分子复合材料，其具有高强度、优异生物相容性和良好减震吸能效果等有益效果。
本发明的第三目的在于提供上述多孔NiTi基合金/高分子复合材料的应用，该复合材料具有高强度、优异生物相容性和良好减震吸能效果，主要是在生物医疗、减震吸能与航空航天等领域的应用。
本发明的首要目的通过以下技术方案实现，
一种多孔NiTi基合金/高分子复合材料的制备工艺，包括如下步骤：
(1)制备NiTi基粉末：按照NiTi基合金的目标成分，将纯金属元素粉末按照各自的质量占比进行熔炼获得合金棒材，然后采用气雾化制备NiTi基预合金粉末；或，将纯金属元素粉末按照NiTi基合金的目标成分进行机械混合，得到NiTi基元素混合粉末；
(2)增材制造制备多孔NiTi基合金
对步骤(1)中获得的NiTi基预合金粉末或NiTi基元素混合粉末进行筛分处理，分别获得粒径为15～53μm和53～150μm的粉末；依据设计的多孔CAD模型，基于NiTi基粉末，通过增材制造工艺成形多孔NiTi基合金；
(3)发泡处理获得多孔NiTi基合金/高分子复合材料
对步骤(2)中的多孔NiTi基合金进行处理，将处理后的多孔NiTi基合金作为高分子材料发泡处理的模具，进行高分子材料的发泡处理，获得多孔NiTi基合金/高分子复合材料。
优选地，步骤(1)中所述NiTi基合金为NiTi、NiTiCu、NiTiFe、NiTiNb、NiTiHf、NiTiZr、NiTiPd中的一种，所述NiTi基合金中Ni和Ti的含量和为80～100at.％。
优选地，步骤(1)中所述的气雾化法为电极感应熔炼气雾化、等离子雾化和等离子旋转电极雾化，保护气氛为氩气，合金棒材加热温度为1250～1650℃，氩气的压力为0.5～10MPa，氩气的温度为20～85℃，合金粉末的氧含量小于800ppm；或，步骤(1)中所述的机械混合是将纯度大于99.99％(wt.％)、氧含量小于600ppm的纯金属元素粉末，采用低速球磨的方式进行机械混合，球磨转速为20～60r/min，球料比1:1～5:1，球磨时间为0.5～10h。
优选地，步骤(2)中所述的粒径为15～53μm的NiTi基粉末用于粉末床熔融增材制造工艺，粒径为53～150μm的NiTi基粉末用于直接能量沉积增材制造工艺、电子束粉末床熔融增材制造工艺。
优选地，步骤(2)中所述的多孔CAD模型的孔型包括三周期极小曲面孔、简单立方、体心立方、面心立方、菱形十二面体、八面体孔，且孔隙间相互贯通。
优选地，步骤(3)中所述的高分子材料为聚乳酸、聚乙烯醇、明胶、聚乙烯、聚氨酯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚酰亚胺、聚醚醚酮和环氧树脂中的一种。
优选地，步骤(3)中所述的多孔NiTi基合金的处理为热处理和表面处理。
优选地，所述表面处理方式为喷砂、喷丸、表面氮化、表面羟基磷灰石涂层处理。
优选地，步骤(3)中所述的高分子材料的发泡工艺包括物理发泡法和化学发泡法两种；当物理发泡时，高分子材料的加热温度为100℃～400℃，发泡压力为1～1.5个大气压，发泡剂为氮气、二氧化碳惰性气体，发泡处理时间为5min～200min；当化学发泡时，发泡剂的重量或体积占比在0.1％到8％之间，化学发泡温度取决于发泡剂的热分解温度，范围为80℃～200℃，升温速率为1℃/min～20℃/min，发泡时间为10min～120min，发泡压力为1～1.5个大气压。
本发明第二目的通过以下方案实现：
一种由上述制备工艺制备得到的多孔NiTi基合金/高分子复合材料。
优选地，所述多孔NiTi基合金/高分子复合材料中所述多孔NiTi基合金的孔隙率为20～90％，孔隙为均质、梯度变化分布，且孔隙间相互贯通；高分子材料的孔隙率为0～80％，孔隙间相互贯通或部分贯通部分封闭。
本发明的第三目的通过以下技术方案实现：
一种多孔NiTi基合金/高分子复合材料在生物医疗、减震吸能与航空航天领域中的应用。
本发明原理为：
本发明所述的多孔NiTi基合金/高分子复合材料，其中，多孔NiTi基合金的体积占比为10～80％，孔隙率为20～90％，且孔隙间相互贯通；高分子材料的孔隙率为0～80％，孔隙间相互贯通或部分贯通部分封闭。该复合材料结合增材制造和发泡工艺制备，首先，采用气雾化法/机械混合法制备NiTi基预合金/元素混合粉末并筛分，获得NiTi基粉末；然后，采用增材制造工艺制备多孔NiTi基合金；最后，将经过处理的多孔NiTi基合金作为高分子发泡处理的模具，对高分子材料进行发泡处理，获得多孔NiTi基合金/高分子复合材料。本发明的多孔NiTi基合金/高分子复合材料可用于生物医疗、减震吸能与航空航天等领域。
本发明相对于现有技术具有如下的优点及效果：
(1)本发明制备的多孔NiTi基合金/高分子复合材料的多孔NiTi基合金的构型和孔隙率可控，本发明将多孔NiTi基合金的性能和高分子材料的性能有机结合起来，达到性能“1+1＞2”的有益效果，能够获得强度高、生物相容性好、减震吸能性能优的复合材料构件；
(2)本发明采用增材制造技术实现多孔NiTi基合金的制备，相比于传统的铸造、剧塑性变形等方法，可制备复杂形状零件，满足定制需求，进一步扩展多孔NiTi基合金/高分子复合材料的应用场景。
附图说明
图1为实施例1中多孔NiTi合金的形貌图；
图2为实施例3中多孔NiTiCu合金的形貌图；
图3为实施例1中多孔NiTi合金/聚乳酸复合材料的形貌示意图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
实施例1
本实施例中的复合材料为多孔NiTi合金/聚乳酸复合材料，NiTi合金的体积占比为40％。多孔NiTi合金的孔隙率为60％，且孔隙间相互贯通，多孔聚乳酸的孔隙率为60％，孔隙间相互贯通。
上述多孔NiTi合金/聚乳酸复合材料的制备工艺具体如下：
(1)制备NiTi粉末：按照NiTi合金的目标成分，熔炼棒材，之后采用电极感应气雾化方法制备粉末，在氩气保护气氛下，合金棒材加热温度为1350℃，氩气的压力为4MPa，氩气的温度为25℃，制备NiTi合金粉末，测试结果显示合金粉末的氧含量为590ppm。
(2)增材制造制备多孔NiTi合金
对步骤(1)中获得的NiTi合金粉末进行筛分处理，获得粒径为15～53μm的NiTi预合金粉末；依据设计的相互贯通的面心立方孔多孔CAD模型，基于NiTi预合金粉末，通过粉末床熔融增材制造工艺成形多孔NiTi合金。
(3)发泡处理获得多孔NiTi合金/聚乳酸复合材料
对步骤(2)中的多孔NiTi合金进行表面喷砂(图1)和喷丸处理，将处理后的多孔NiTi合金作为聚乳酸发泡处理的模具，对聚乳酸进行物理发泡处理，发泡过程中加热温度为150℃～200℃，发泡压力为1～1.5个大气压，发泡剂为二氧化碳惰性气体，发泡处理时间为5min～30min，通过上述工艺，成功获得了多孔NiTi合金/聚乳酸复合材料。
针对上述制备得到的多孔NiTi合金/聚乳酸复合材料，测试结果表明其强度相对多孔聚乳酸提高了80％-240％，细胞培养实验过程中，多孔NiTi合金/聚乳酸复合材料的生物相容性优异，生物相容性相对多孔NiTi合金提高40％～160％。
实施例2
本实施例中的复合材料为多孔NiTiNb合金/聚氨酯，NiTiNb合金的体积占比为50％。多孔NiTiNb合金的孔隙率为50％，且孔隙间相互贯通，聚氨酯为实体。
上述多孔NiTiNb合金/聚氨酯复合材料的制备工艺具体如下：
(1)制备NiTiNb粉末：按照NiTiNb合金的目标成分，先熔炼NiTi合金棒材，之后采用等离子雾化方法制备粉末，在氩气保护气氛下，合金棒材加热温度为1250℃，氩气的压力为8MPa，氩气的温度为85℃，制备NiTi合金粉末，测试结果显示合金粉末的氧含量为650ppm。将NiTi合金粉末和纯Nb元素粉末按照NiTiNb合金的成分进行机械混合，其中Nb的纯度为99.998％(wt.％)、氧含量为550ppm，低速球磨过程中，球磨转速为20r/min，球料比5:1，球磨时间为10h，机械混合后获得NiTiNb粉末。
(2)增材制造制备多孔NiTiNb合金
对步骤(1)中获得的NiTiNb粉末进行筛分处理，获得粒径为15～53μm的NiTiNb粉末；依据设计的相互贯通的三周期极小曲面多孔CAD模型，基于NiTiNb粉末，通过粉末床熔融增材制造工艺成形多孔NiTiNb合金。
(3)发泡处理获得多孔NiTiNb合金/聚氨酯复合材料
对步骤(2)中的多孔NiTiNb合金进行热处理和表面喷砂，将处理后的多孔NiTiNb合金作为填充聚氨酯的模具，对聚氨酯的加热温度为100℃～200℃，处理时间为5min～30min，通过上述工艺，成功获得了多孔NiTiNb合金/聚氨酯复合材料。
针对上述制备得到的多孔NiTiNb合金/聚氨酯复合材料，测试结果表明其强度相对聚氨酯提高了100％-280％，多孔NiTiNb合金/聚氨酯复合材料表现出优异的减震吸能效果，多孔NiTiNb合金/聚氨酯复合材料的减震吸能相对单一相同孔隙率多孔NiTi合金、多孔NiTiNb合金和单一聚氨酯分别提高了80～180％、40～150％和60％～220％。
实施例3
本实施例中的复合材料为多孔NiTiCu合金/聚乙烯，NiTiCu合金的体积占比为20％。多孔NiTiCu合金的孔隙率为80％，且孔隙间相互贯通，聚乙烯孔隙率为60％，孔隙间部分贯通部分封闭。
上述多孔NiTiCu合金/聚乙烯复合材料的制备工艺具体如下：
(1)制备NiTiCu合金粉末：按照NiTiCu合金的目标成分，熔炼NiTiCu合金棒材，之后采用等离子雾化方法制备粉末，在氩气保护气氛下，合金棒材加热温度为1300℃，氩气的压力为5MPa，氩气的温度为25℃，制备NiTiCu预合金粉末，测试结果显示合金粉末的氧含量为550ppm。
(2)增材制造制备多孔NiTiCu合金
对步骤(1)中获得的NiTiCu合金粉末进行筛分处理，获得粒径为15～53μm的NiTiCu预合金粉末；依据设计的相互贯通的简单立方孔多孔CAD模型，基于NiTiCu预合金粉末，通过粉末床熔融增材制造工艺成形多孔NiTiCu合金。
(3)发泡处理获得多孔NiTiCu合金/聚乙烯复合材料
对步骤(2)中的多孔NiTiCu合金进行表面喷砂(图2)和表面羟基磷灰石涂层处理，将处理后的多孔NiTiCu合金作为聚乙烯发泡处理的模具，对聚乙烯进行化学发泡处理，发泡过程中将聚乙烯和氨基氮化合物或氯代烷类化合物发泡剂混合均匀并加入模具，发泡剂重量占比2.5％～8％，加热至100℃～200℃，发泡压力为1～1.5个大气压，升温速率为1℃/min～10℃/min，发泡处理时间为10min～90min，通过上述工艺，成功获得了多孔NiTiCu合金/聚乙烯复合材料。
针对上述制备得到的多孔NiTiCu合金/聚乙烯复合材料，测试结果表明其强度相对多孔聚乙烯提高了60％-200％，细胞培养实验过程中，多孔NiTiCu合金/聚乙烯复合材料的生物相容性优异，生物相容性相对单一多孔NiTiCu合金提高40％～160％。
实施例4
本实施例中的复合材料为多孔NiTiZr合金/聚醚醚酮，NiTiZr合金的体积占比为70％。多孔NiTiZr合金的孔隙率为30％，且孔隙间相互贯通，多孔聚醚醚酮的孔隙率为50％，孔隙间部分相互贯通部分闭合。
上述多孔NiTiZr合金/聚醚醚酮复合材料的制备工艺具体如下：
(1)制备NiTiZr粉末：将Ni、Ti、Zr三种纯金属元素粉末按照NiTiZr合金的成分进行机械混合，具体而言，将纯度分别为99.995％(wt.％)、99.999％(wt.％)、99.999％(wt.％)，氧含量分别为500ppm、550ppm、580ppm的Ni、Ti、Zr元素粉末，采用低速球磨的方式进行机械混合，球磨转速为60r/min，球料比1:1，球磨时间为0.5h。机械混合后得到NiTiZr元素混合粉末。机械混合后，测试结果显示粉末的氧含量为850ppm。
(2)增材制造制备多孔NiTiZr合金
对步骤(1)中获得的NiTiZr粉末进行筛分处理，获得粒径为53～150μm的NiTiZr元素混合粉末；依据设计的相互贯通的体心立方孔多孔CAD模型，基于NiTiZr元素混合粉末，通过直接激光能量沉积增材制造工艺成形多孔NiTiZr合金。
(3)发泡处理获得多孔NiTiZr合金/聚醚醚酮复合材料
对步骤(2)中的多孔NiTiZr合金进行热处理、表面喷砂和氮化处理，将处理后的多孔NiTiZr合金作为聚醚醚酮发泡处理的模具，对聚醚醚酮进行物理发泡处理，发泡过程中加热温度为300℃～400℃，发泡压力为1～1.5个大气压，发泡剂为氮气惰性气体，发泡处理时间为5min～200min，通过上述工艺，成功获得了多孔NiTiZr合金/聚醚醚酮复合材料。
针对上述制备得到的多孔NiTiZr合金/聚醚醚酮复合材料，测试结果表明其强度相对多孔聚醚醚酮提高了120％-350％，多孔NiTiZr合金和多孔聚醚醚酮复合材料的减震吸能优异，多孔NiTiZr合金/聚醚醚酮复合材料的吸能减震相对单一多孔NiTiZr合金和单一多孔聚醚醚酮分别提高了30～90％和150％～220％。
实施例5
本实施例中的复合材料为多孔NiTiHf合金/聚酰亚胺，NiTiHf合金的体积占比为40％。多孔NiTiHf合金的孔隙率为60％，且孔隙间相互贯通，多孔聚酰亚胺的孔隙率为40％，孔隙间部分相互贯通部分闭合。
上述多孔NiTiHf合金/聚酰亚胺复合材料的制备工艺具体如下：
(1)制备NiTiHf粉末：将Ni、Ti、Hf三种纯金属元素粉末按照NiTiHf合金的成分进行机械混合，具体而言，将纯度分别为99.995％(wt.％)、99.999％(wt.％)、99.995％(wt.％),氧含量分别为500ppm、550ppm、550ppm的Ni、Ti、Hf元素粉末，采用低速球磨的方式进行机械混合，球磨转速为40r/min，球料比3:1，球磨时间为3h。机械混合后得到NiTiHf元素混合粉末。机械混合后，测试结果显示粉末的氧含量为780ppm。
(2)增材制造制备多孔NiTiHf合金
对步骤(1)中获得的NiTiHf元素混合粉末进行筛分处理，获得粒径为15～53μm的NiTiHf元素混合粉末；依据设计的相互贯通的八面体孔多孔CAD模型，基于NiTiHf元素混合粉末，通过粉末床熔融增材制造工艺成形多孔NiTiHf合金。
(3)发泡处理获得多孔NiTiHf合金/聚酰亚胺复合材料
对步骤(2)中的多孔NiTiHf合金进行热处理和表面喷砂处理，将处理后的多孔NiTiHf合金作为聚酰亚胺发泡处理的模具，对聚酰亚胺进行化学发泡处理，发泡过程中将聚酰亚胺和偶氮二甲酰胺或碳酸氢铵发泡剂混合均匀并加入模具，发泡剂体积占比0.1％～3％，加热至80℃～200℃，发泡压力为1～1.5个大气压，升温速率为5℃/min～20℃/min，发泡处理时间为10min～120min，通过上述工艺，成功获得了多孔NiTiHf合金/聚酰亚胺复合材料。
针对上述制备得到的多孔NiTiHf合金/聚酰亚胺复合材料，测试结果表明其强度相对多孔聚酰亚胺提高了120％-280％，多孔NiTiHf合金/聚酰亚胺复合材料的减震吸能优异，多孔NiTiHf合金/聚酰亚胺复合材料的吸能减震相对单一多孔聚酰亚胺提高了120％～200％。
实施例6
本实施例中的复合材料为多孔NiTiNb合金/明胶，NiTiNb合金的体积占比为20％。多孔NiTiNb合金的孔隙率为80％，且孔隙间相互贯通，多孔明胶的孔隙率为60％，且孔隙间相互贯通。
上述多孔NiTiNb合金/明胶复合材料的制备工艺具体如下：
(1)制备NiTiNb粉末：按照将Ni、Ti、Nb三种纯金属元素粉末按照NiTiNb合金的成分进行机械混合，具体而言，将纯度分别为99.995％(wt.％)、99.999％(wt.％)、99.999％(wt.％)，氧含量分别为500ppm、550ppm、550ppm的Ni、Ti、Nb元素粉末，采用低速球磨的方式进行机械混合，球磨转速为50r/min，球料比4:1，球磨时间为2h。机械混合后得到NiTiNb元素混合粉末。机械混合后，测试结果显示粉末的氧含量为680ppm。
(2)增材制造制备多孔NiTiNb合金
对步骤(1)中获得的NiTiNb元素混合粉末进行筛分处理，获得粒径为15～53μm的NiTiNb元素混合粉末；依据设计的相互贯通的三周期极小曲面多孔CAD模型，基于NiTiNb元素混合粉末，通过粉末床熔融增材制造工艺成形多孔NiTiNb合金。
(3)发泡处理获得多孔NiTiNb合金/明胶复合材料
对步骤(2)中的多孔NiTiNb合金进行热处理、表面喷砂和表面羟基磷灰石涂层处理，将处理后的多孔NiTiNb合金作为填充明胶的模具，对明胶进行物理发泡，发泡过程中加热温度为30℃～60℃，发泡压力为1～1.5个大气压，发泡剂为氮气或二氧化碳惰性气体，发泡处理时间为5min～60min，通过上述工艺，成功获得了多孔NiTiNb合金/明胶复合材料。
针对上述制备得到的多孔NiTiNb合金/明胶复合材料，测试结果表明其强度相对多孔明胶提高了150％-560％，细胞培养实验过程中，多孔NiTiNb合金/明胶复合材料的生物相容性优异，生物相容性相对单一相同孔隙率多孔NiTi合金和单一相同孔隙率多孔NiTiNb合金分别提高了80％～220％和40％～160％。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种多孔NiTi基合金/高分子复合材料的制备工艺，其特征在于，包括如下步骤：
(1)制备NiTi基粉末：按照NiTi基合金的目标成分，将纯金属元素粉末按照各自的质量占比进行熔炼获得合金棒材，然后采用气雾化制备NiTi基预合金粉末；或，将纯金属元素粉末按照NiTi基合金的成分进行机械混合，得到NiTi基元素混合粉末；
(2)增材制造制备多孔NiTi基合金
对步骤(1)中获得的NiTi基粉末进行筛分处理，分别获得粒径为15～53μm和53～150μm的NiTi基粉末；依据设计的多孔CAD模型，基于NiTi基粉末，通过增材制造工艺成形多孔NiTi基合金；
(3)发泡处理获得多孔NiTi基合金/高分子复合材料
对步骤(2)中的多孔NiTi基合金进行处理，将处理后的多孔NiTi基合金作为高分子材料发泡处理的模具，进行高分子材料的发泡处理，获得多孔NiTi基合金/高分子功能复合材料。
2.根据权利要求1所述的多孔NiTi基合金/高分子复合材料的制备工艺，其特征在于，步骤(1)中所述NiTi基合金为NiTi、NiTiCu、NiTiFe、NiTiNb、NiTiHf、NiTiZr、NiTiPd中的一种，所述NiTi基合金中Ni和Ti的含量和为80～100at.％。
3.根据权利要求1所述的多孔NiTi基合金/高分子复合材料的制备工艺，其特征在于，步骤(1)中所述的气雾化法为电极感应熔炼气雾化、等离子雾化和等离子旋转电极雾化，保护气氛为氩气，合金棒材加热温度为1250～1650℃，氩气的压力为0.5～10MPa，氩气的温度为20～85℃，合金粉末的氧含量小于800ppm；或，步骤(1)中所述的机械混合是将纯度大于99.99％(wt.％)、氧含量小于600ppm的纯金属元素粉末，采用低速球磨的方式进行机械混合，球磨转速为20～60r/min，球料比1:1～5:1，球磨时间为0.5～10h。
4.根据权利要求1所述的多孔NiTi基合金/高分子复合材料的制备工艺，其特征在于，步骤(2)中所述的粒径为15～53μm的NiTi基粉末用于粉末床熔融增材制造工艺，粒径为53～150μm的NiTi基粉末用于直接能量沉积增材制造工艺、电子束粉末床熔融增材制造工艺。
5.根据权利要求1所述的多孔NiTi基合金/高分子复合材料的制备工艺，其特征在于，步骤(2)中所述的多孔CAD模型的孔型包括三周期极小曲面孔、简单立方、体心立方、面心立方、菱形十二面体、八面体孔，且孔隙间相互贯通。
6.根据权利要求1所述的多孔NiTi基合金/高分子复合材料的制备工艺，其特征在于，步骤(3)中所述的高分子材料为聚乳酸、聚乙烯醇、明胶、聚乙烯、聚氨酯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚酰亚胺、聚醚醚酮和环氧树脂中的一种。
7.根据权利要求1所述的多孔NiTi基合金/高分子复合材料的制备工艺，其特征在于，步骤(3)中所述的高分子材料的发泡工艺包括物理发泡法和化学发泡法两种；当物理发泡时，高分子材料的加热温度为100℃～400℃，发泡压力为1～1.5个大气压，发泡剂为氮气、二氧化碳惰性气体，发泡处理时间为5min～200min；当化学发泡时，发泡剂的重量或体积占比在0.1％到8％之间，化学发泡温度取决于发泡剂的热分解温度，范围为80℃～200℃，升温速率为1℃/min～20℃/min，发泡时间为10min～120min，发泡压力为1～1.5个大气压。
8.一种多孔NiTi基合金/高分子复合材料，其特征在于，根据权利要求1至7任一项所述的多孔NiTi基合金/高分子复合材料的制备工艺制备得到。
9.根据权利要求8所述的多孔NiTi基合金/高分子复合材料，其特征在于，所述多孔NiTi基合金/高分子复合材料中所述多孔NiTi基合金的孔隙率为20～90％，孔隙为均质、梯度变化分布，且孔隙间相互贯通；高分子材料的孔隙率为0～80％，孔隙间相互贯通或部分贯通部分封闭。
10.一种根据权利要求8或9任一项所述的多孔NiTi基合金/高分子复合材料在生物医疗、减震吸能与航空航天领域中的应用。
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