形狀記憶合金是由什么材料做的?為什么它有記憶功能而別的金屬?zèng)]有記憶功能?

【專家解說(shuō)】：【記憶合金的原理】 關(guān)于記憶合金的原理現(xiàn)在還不十分清楚。一般認(rèn)為，記憶合金由復(fù)雜的菱形晶體結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變成簡(jiǎn)單的立方晶體結(jié)構(gòu)時(shí)，就會(huì)發(fā)生形狀恢復(fù)的記憶。而當(dāng)記憶合金恢復(fù)原形時(shí)伴隨產(chǎn)生極大的力，鎳鈦諾合金高達(dá) 60公斤平方毫米，遠(yuǎn)比最初變形時(shí)加的力大。一般說(shuō)來(lái)，可達(dá)原變形的十倍，這就意味著輸出的能量比輸入的能量大得多?？茖W(xué)家對(duì)此無(wú)法解釋，物理學(xué)家羅沙爾說(shuō):“熱力學(xué)定律一點(diǎn)沒(méi)有錯(cuò)的地方，但這些定律就是不適合于鎳鈦諾……”。 【記憶合金的成分】 記憶合金的特性是50年代初期被發(fā)現(xiàn)的，金鎘、銦鉈合金都有這種特性。 【記憶合金的應(yīng)用】 記憶合金已用于管道結(jié)合和自動(dòng)化控制方面，用記憶合金制成套管可以代替焊接，方法是在低溫時(shí)將管端內(nèi)全擴(kuò)大約 4%，裝配時(shí)套接一起，一經(jīng)加熱，套管收縮恢復(fù)原形，形成緊密的接合。美國(guó)海軍飛機(jī)的液壓系統(tǒng)使用了10萬(wàn)個(gè)這種接頭，多年來(lái)從未發(fā)生漏油和破損。船艦和海底油田管道損壞，用記憶合金配件修復(fù)起來(lái)，十分方便。在一些施工不便的部位，用記憶合金制成銷釘，裝入孔內(nèi)加熱，其尾端自動(dòng)分開(kāi)卷曲，形成單面裝配件。 記憶合金特別適合于熱機(jī)械和恒溫自動(dòng)控制，已制成室溫自動(dòng)開(kāi)閉臂，能在陽(yáng)光照耀的白天打開(kāi)通風(fēng)窗，晚間室溫下降時(shí)自動(dòng)關(guān)閉。記憶合金熱機(jī)的設(shè)計(jì)方案也不少，它們都能在具有低溫差的兩種介質(zhì)間工作，從而為利用工業(yè)冷卻水、核反應(yīng)堆余熱、海洋溫差和太陽(yáng)能開(kāi)辟了新途徑?，F(xiàn)在普遍存在的問(wèn)題是效率不高，只有 4%~6%，有待于進(jìn)一步改進(jìn)。 記憶合金在醫(yī)療上的應(yīng)用也很引人注目。例如接骨用的骨板，不但能將兩段斷骨固定，而且在恢復(fù)原形狀的過(guò)程中產(chǎn)生壓縮力，迫使斷骨接合在一起。齒科用的矯齒絲，結(jié)扎腦動(dòng)脈瘤和輸精管的長(zhǎng)夾，脊柱矯直用的支板等，都是在植入人體內(nèi)后靠體溫的作用啟動(dòng)，血栓濾器也是一種記憶合金新產(chǎn)品。被拉直的濾器植入靜脈后，會(huì)逐漸恢復(fù)成網(wǎng)狀，從而阻止 95%的凝血塊流向心臟和肺部。 人工心臟是一種結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜的臟器，用記憶合金制成的肌纖維與彈性體薄膜心室相配合，可以模仿心室收縮運(yùn)動(dòng)。現(xiàn)在泵送水已取得成功。 由于記憶合金是一種“有生命的合金”，利用它在一定溫度下形狀的變化，就可以設(shè)計(jì)出形形色色的自控器件，它的用途正在不斷擴(kuò)大。