赵 伟 刘立武 孙 健 冷劲松 刘彦菊

（1 哈尔滨工业大学航天科学与力学系，哈尔滨 150001）

（2 哈尔滨工业大学复合材料与结构研究所，哈尔滨 150001）

文 摘 形状记忆聚合物及其复合材料是一种在相应的外界刺激下可以在临时形状和初始形状之间进行切换的智能材料，具有低密度、低成本、可回复变形大，刺激方式可控等优点，在航天航空领域，如：空间可展开结构、锁紧释放机构、变体等，展现出来了巨大的应用潜力。这些应用大多处于开发阶段，一部分完成了地面功能验证，少部分进行了航天实验。本文首先总结了形状记忆聚合物（SMP）和形状记忆聚合物复合材料（SMPC）的分类，以及恶劣的空间环境因素下SMP 的性能变化。随后总结了SMPC 的空间可展开结构，包括：铰链、桁架、太阳能电池阵；SMPC 的解锁释放结构；SMPC 的变体结构以及基于4D 打印的SMPC 可展开结构的潜在应用。最后，对形状记忆材料和结构的发展前景进行了展望。

0 引言

自20世纪80年代发现形状记忆聚合物（SMP）以来，国际上对该聚合物形状记忆效应（SME）的研究兴趣迅速增长。SMP 是一种具有刺激响应能力的智能材料，在相应的外部刺激的作用下可以产生很大的可回复变形［1−3］。在玻璃化转变温度（Tg）以下SMP相对较硬，模量较大，而在Tg以上，SMP 模量较小，相对较软［4−5］。在Tg以上通过施加外力，SMP 可以被赋形成任意的临时形状，当冷却并去除这种外力时，它们的临时形状可以长时间保持。然而，当再次加热后，它们会由临时形状回复到初始形状。

SMP不仅可以感应热刺激，还可以响应包括磁［6−8］、光［9−10］、溶液［11］等的刺激。……