本文以金属注射成形工艺制得多孔NiTi形状记忆合金多孔体,并以多孔传热的方式研究了该多孔体作为驱动元件的可行性。多孔的NiTi形状记忆合金除超弹性和形状记忆性能外,还有一些是致密材料所没有的性能,如低密度、高孔隙度和高透过性等。期望这些性能与传统材料相结合,对材料的发展尤其是复合材料、智能材料、生物医学材料和消声减振材料等的发展注入新的活力。文中采用金属注射成形法制得了Ni+Ti混合粉末毛坯,得出Ni+Ti金属粉末与粘结剂的质量比为10:2;注射成形压力为400bar;喂料温度为353K;模具温度控制在328K左右时注射得到压坯一致性较好。并对石蜡基粘结剂体系制备的Ni+Ti注射成形坯进行溶剂脱粘和热脱粘,溶剂脱粘最大脱粘率可达98.8%。溶剂脱粘速度曲线随着时间进行分为三段。溶剂脱粘和热脱粘后在Ni+Ti注射坯内形成许多大小不同、形状各异的孔洞。采用实验和数值计算两种方法研究了自蔓延燃烧烧结多孔形状记忆合金。实验表明:烧结反应完全,孔洞形状不规则,多为通孔,孔径约1mm左右,孔隙率最大约为75%左右,孔径和孔隙率都远远大于压制成形粉末烧结合成法制作的多孔NiTi形状记忆合金,并且实验验证了烧结机理。该多孔NiTi形状记忆合金的主相为B2和B19′的NiTi相,仅有极少量的NiTi2中间过渡相,无Ti和Ni纯元素相出现,并对实验样品进行了DSC以及压缩试验测试。当预热温度达到一定值时,燃烧方式发生了转变,从自蔓延燃烧转为热爆模式,并且此时的最大燃烧温度也大于NiTi形状记忆合金熔点温度。对于理论计算模型,文中把自蔓延燃烧过程分为:预热段、点火段和燃烧段三个阶段,其中燃烧段根据燃烧温度分为未熔化段、部分熔化段和过热段。并对点火段和燃烧段分别建立数学模型,并得出以下结论:点火线圈的温度越高,预热温度越高,点火所需时间越短;瞬态燃烧温度随着燃烧的进行温度逐渐升高,当温度达到NiTi形状记忆合金的熔点时温度保持不变。同时文中也研究了燃烧瞬态转化率、瞬态熔化率以及燃烧波的分布规律,结果表明:实验数据与数值计算结果吻合较好。文中用实验和数值模拟的方法研究了冷热流体加热和冷却形状记忆合金多孔管驱动器。结果表明:形状记忆合金驱动器的温度随时间有一个明显的周期性的变化,满足交变驱动SMA驱动器的工作要求,最大温度大于SMA奥氏体相变结束的温度并且波动的最小温度低于马氏体相变结束的温度。数值计算模型分为两部分:(1)管内流动;(2)多孔膜管壁内流动。对于管内的流动本模型采用二维湍流模型的两方程模型,管壁多孔介质采用层流流动模型,结果表明:实验数据与数值计算结果基本吻合。文中把形状记忆合金的回复力模型扩展到二维方向,采用有限元方法研究了周期内形状记忆合金驱动器回复力瞬态分布情况。结果表明:驱动器在周期内最大回复力可达402MPa。并综合上述结果,本文设计了基于PLC的形状记忆合金多孔管驱动器,发现其振动频率在实验工况下最大达2.27Hz。