TiNi基合金因其优异的形状记忆效应和超弹性等特性，在航空航天、机器人、医疗器械和固态制冷等领域展现出广阔的应用前景。然而，传统TiNi基合金普遍面临“大功能响应”与“高循环稳定性”难以兼顾的挑战，即在呈现较大可回复应变或显著弹热效应时，材料易发生性能衰减，严重制约其长期可靠应用。因此，如何在大功能响应与高循环稳定性之间实现协同优化，已成为形状记忆合金领域亟待突破的一个瓶颈问题。

针对上述问题，金属材料强度全国重点实验室孙军院士团队通过精细成分设计与纳米结构调控相结合的策略，成功研制出一种兼具大功能响应与优异循环稳定性的TiNiCu超弹合金。研究发现，通过精确调控Ni/Ti比例，可在较低Cu含量下诱导合金发生具有优异相变晶格相容性的B2-B19相变，从而使相变滞后大幅降低且保持良好的可加工性。所设计的TiNiCu合金铸锭在经历5000次热循环后，相变温度和相变潜热几乎保持不变；多尺度原位表征进一步揭示了该合金在相变循环过程中具有独特的微观畴记忆效应。合金铸锭进一步经冷加工与低温退火处理后，获得纳米晶板材和公斤级纳米晶丝材，在室温下可呈现超过20 K的绝热温变，丝材在6000次拉伸循环中能稳定保持约6%的超弹应变；合金微柱可经受超过100万次压缩循环，且保持4.3%的可回复应变。综上，所研发的TiNiCu合金在功能响应和循环稳定性方面均达到当前TiNi基合金体系的领先水平，为突破上述瓶颈问题提供了新的合金设计思路与实现路径。

以上研究成果以《一种具有大功能响应和优异循环稳定性的超弹性合金设计》（Design of a Superelastic Alloy Uniting Large Functional Response and Exceptional Cyclic Stability）”为题发表在国际著名学术期刊《先进功能材料》（Advanced Functional Materials）上，金属材料强度全国重点实验室为论文唯一通讯单位。该论文是在成人直播 成人直播 孙军院士、丁向东教授、薛德祯教授、周玉美教授的共同指导下完成的，成人直播 成人直播 博士生党鹏飞为论文第一作者，论文合作者包括成人直播 博士生陈宇泰、顾威。

该研究工作得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金及成人直播 青年拔尖人才计划等项目的资助。相关测试表征工作得到了成人直播 分析测试中心的大力支持。

论文链接：//doi.org/10.1002/adfm.202520629