[討論] 記憶金屬是由什麼元素組成?
形狀記憶合金智能材料
形狀記憶合金(SMAs)是一種金屬材料，它們最特別之處是它們變形後，只要將它加熱至“
形體改變溫度”(transformation temperature)以上，它們會恢復未變形的形狀，就好像
它們是有“記憶”一樣。第一種形狀記憶合金是由鎳和鈦所造的合金，叫做鎳鈦諾
(Nitinol)，它是由美國海軍測量實驗室在一九六五年發現的。這種合金可以在變形百分
之十後回復原狀，可是超過百分之十以上，它便會進行塑性形變並且不能回復原狀。最新
的形狀記憶合金是由銅和鋅加上其他金屬例如鋁所造成的合金。現時形狀記憶合金已經應
用在不同的範疇，如用作水底建築的接口和螺旋釘等，因而可避免在水底焊接的麻煩；它
也應用在生物醫學儀器上，例如手術夾鉗等。
圖三顯示了形狀記憶效應的原理。基本上形狀回復的原因，是靠材料的固相由馬氏體
(martensite)改變為奧氏體(austenite)。一般來說形狀記憶合金在溫度高於奧氏體溫度
T<sub>AF(例如鎳鈦諾的T<sub>AF是攝氏五百到七百度) 下形成，並呈現高序的奧氏體晶
體結構。當冷卻到達馬氏體溫度T<sub>MF以下的時候，在沒有應變壓力之下的形狀記憶合
金會出現孿馬氏體結構。這時形狀記憶合金會很容易在應力下變形，這是由於孿晶間界
(twin boundary)會順著應力的方向擴展出去。之後，只要將變形了的合金加熱，合金內
變形了的孿馬氏體結構會變回奧氏體晶體結構，即是說未變形前的奧氏體晶體結構會重新
建立，也就是說它會回復原來的形狀。
形狀記憶合金的機制可以是單向進行的，即是當溫度在T<sub>AF以上，它們會變回它們原
來的形狀。但是我們也可以令它們變成“完全可逆的”，即是擁有雙向的形狀記憶效果 (
也就是說當溫度在T<sub>AF以上時它們會變成之前在T<sub>AF以上的形狀；但當溫度在
T<sub>AF以下時它們會變回之前在T<sub>AF以下的形狀)。這種雙向效果的背後原理其實
是同一種原理 (兩者都是由於孿晶間界會順著應力的方向擴展出去而變形，只是發生變形
時的晶體結構不同而已)，而且結果與本來的微結構是幾乎一樣的。但是一般來說，單向
形狀記憶效應會比雙向的有較高的應變力。
簡單的回答就是：
當金屬受到外力扭曲變形之後，經過一定的溫度之後,他會回復到當初一開始的形狀
1992年，美國海軍軍械所W.J.Buehler等人，最先開發成功TiNi形狀記憶合金，之後日本
再將此科技成果加以研究改良，並列為航太管制戰略物質。
記憶合金經特殊處理後，如遭到碰撞或扭曲變形，經一定的溫度感應後會恢復原有形狀，
就是「溫度記憶」和「形狀記憶」。
市面上時常見到的魔術胸罩，就是在其胸罩中，以形狀記憶合金作成骨架。當因任何外力
作用使其變形後，只要穿在身上，由於人體溫度的作用，它的形狀又會在很短的時間內恢
復原狀。最近小林眼鏡所強調的「鈦聰明」系列產品，也是以形狀記憶合金做鏡框材質的
產品。
除了用做保持形狀用途的物件外，形狀記憶合金也常用來做開闢。例如市面上所售的自動
再生乾燥機，就是用形狀記憶合金做控制再生時溼氣排出的開闢。
通常是兩片以上不同材質的金屬複合，利用不同金屬受熱膨脹係數不同，讓"記憶金屬"在
一定溫度能夠固定在一定形狀，萬一受外力變形，只要加溫或降溫到正確溫度就可以讓"
記憶金屬"恢復原來形狀，其實最簡單的應用就是保險開關。
新型的保險開關不是都會在電流量太大，過熱時自動彈到關的位置？其實也算是一種記憶
金屬。
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