科技名词

形状记忆合金

shape memory alloy

定义：具有形状记忆效应的合金。

学科：航空科学技术_航空材料

相关词：形状记忆效应 磁控形状记忆合金 马氏体相变

【延伸阅读】

形状记忆合金是一类具有形状记忆效应的合金，包括镍钛基、铜基等50多种合金。所谓形状记忆效应，是指材料能够“记住”原来的形状，并在一定条件（一般为温度）下恢复初始形状的特性。

形状记忆效应可分为三类：单程、双程和全程。单程形状记忆效应指的是材料在低温时发生不可逆的塑性变形，但加热后可恢复原来的形状。而具有双程形状记忆效应的合金，不仅可以通过加热恢复到初始的形状，冷却后还可以变形为低温时的形状。全程形状记忆效应是双程的特例，该种合金经加热冷却后变成的形状与原本低温时的形状取向相反（如凸变凹）。

这种神奇的特性要归因于材料的马氏体相变。形状记忆合金在低温和高温时分别具有马氏体和奥氏体两种晶体结构，马氏体相对柔软而奥氏体更为刚硬，两者之间的相互转变即为形状记忆效应背后的秘密。能够诱发这种转变的，除了常见的温度之外，还有应力和磁性，它们为形状记忆合金提供了更多元的应用场景。

形状记忆合金集感知与驱动于一身，是一种新型的智能材料，加之其具有的高阻尼、超弹性大变形等性能，如今已经有了非常广泛的应用。在航空航天领域中，卫星的可展开天线、飞机发动机的可变截面喷嘴等高精尖部件都采用了形状记忆合金。在医疗领域中，镍钛基形状记忆合金因其良好的生物相容性而被用于制造牙齿矫正丝，同时它也是应力诱导形状记忆效应的独特应用。磁性诱导形状记忆合金则因其快速反应的性能而被用于制造高频驱动器，可应用于机器人和自动控制等领域中。在日常生活中，钢丝胸罩和合金镜框是形状记忆合金应用比较成熟的两类产品，它们即使因碰撞而变形，也可以通过体温或是热水的加热而恢复到初始的形状。