什么是形状记忆效应

记忆合金特点
记忆合金特点
记忆合金是一种具有形状记忆效应和超弹性的材料。

它的特点包括以下几个方面：
一、形状记忆效应
形状记忆效应是指材料在经历过程变形后，可以恢复到原来的形态。

这种效应可以用于制造各种自动控制系统和机械装置，如自动开关、自动调节阀门等。

二、超弹性
超弹性是指材料在受到外力作用后能够产生大量变形，但当外力消失时，材料能够迅速恢复到原来的状态。

这种特性使得记忆合金在医学领域有着广泛的应用，如支架、牙套等。

三、高耐腐蚀性
记忆合金具有高耐腐蚀性，因此可以在恶劣环境中使用。

它们可以抵
抗氧化、酸碱等化学物质的侵蚀，在海水或其他盐溶液中也不易生锈。

四、低温稳定性
记忆合金具有低温稳定性，可以在极低温度下使用。

这使得它们成为
航空航天领域中的重要材料，如用于制造卫星、火箭等。

五、易加工性
记忆合金易于加工，可以通过压力、热处理等方式进行形状调整。

这
种特性使得它们在制造各种复杂形状的零件时具有优势。

六、高强度
记忆合金具有高强度，可以承受较大的载荷。

这种特性使得它们在制
造高强度零件时具有优势。

七、可重复使用
记忆合金可以多次使用，不会因为变形而失去作用。

这使得它们成为
一种环保材料。

总结：
记忆合金具有形状记忆效应、超弹性、高耐腐蚀性、低温稳定性、易加工性、高强度和可重复使用等特点。

这些特点使得它们在医学、航空航天等领域得到广泛应用，并且将来还有更多的应用前景。

浅谈形状记忆合金传统观念认为，只有人和某些动物才有“记忆”的能力，非生物是不可能有这种能力的。

难道合金也会像人一样具有记忆能力吗？答案是肯定的，形状记忆合金就是这样一类具有神奇“记忆”本领的新型功能材料。

形状记忆效应是指具有一定形状的固体材料,在某种条件下经过一定的塑性变形后,加热到一定温度时,材料又完全恢复到变形前原来形状的现象，即它能记忆母相的形状。

具有形状记忆效应的金属一般是两种以上金属元素的合金，这样的合金成为形状记忆合金。

其主要技术指标如下：机械性能：拉伸强度：700－900Mpa（热处理）延伸率：15－30%形状记忆功能：单程（N=1）6－10%，双程（N=10-107）0.5-5%物理性能：密度：约6.5g/cm3.热膨胀系数：10-106/℃.熔点：约1300℃，导弹率：0.209W/cm℃（室温）. 比热：6-8Cal/mol℃电阻率：(50－110) ×10-6chm.cm。

那么形状记忆合金是如何被发现，原理是什么，有哪些具体的应用，又经历了怎样的发展呢？在接下来的文字中你将找到答案。

1963年，美国海军军械研究室在一项试验中需要一些镍钛合金丝，他们领回来的合金丝都是弯弯曲曲的。

为了使用方便，于是就将这些弯弯曲曲的细丝一根根地拉直后使用。

在后续试验中一种奇怪的现象出现了：当温度升到一定值的时候，这些已经被拉得笔直的合金丝，突然又魔术般地迅速恢复到原来弯弯曲曲的形状，而且和原来的形状丝毫不差。

再反复多次试验，每次结果都完全一致，被拉直的合金丝只要达到一定温度，便立即恢复到原来那种弯弯曲曲的模样。

就好像在从前被“冻”得失去知觉时被人们改变了形状，而当温度升高到一定值的时候，它们突然“苏醒”过来了，又“记忆”起了自己原来的模样，于是便不顾一切地恢复了自己的“本来面目”。

形状记忆合金可以分为三类：单程记忆合金、双程记忆合金、全程记忆合金。

如图1所示，形状记忆合金在较低的温度下变形，加热后可恢复变形前的形状，这种只在加热过程中存在的形状记忆现象称为单程记忆效应；某些合金加热时恢复高温相形状，冷却时又能恢复低温相形状，称为双程记忆效应；加热时恢复高温相形状，冷却时变为形状相同而取向相反的低温相形状，称为全程记忆效应。

形状记忆效应的分类影响认知能力的科学研究一直是人们关注的焦点。

其中，形状记忆效应（Shape Memory Effect，SME）是指一个物体被分成多个独立的部分，但是可以被恢复到原始形状的能力。

最早以一种“令人惊叹”的行为在人类中被发现，此后随着认知科学的发展，它又被重新定义，并发展成一种具有明确界定的效应。

究者发现，形状记忆效应是一种具有启发意义的现象，它在物理、物理化学和认知领域中都具有重要意义。

在物理学上，形状记忆效应可以被认为是一种机械响应。

如果一个物体在经历固定的力学加载后，可以变形成各种不同的形状，但是当外部力量被抵消后，物体可以恢复到原始的形状，这就是形状记忆效应。

例如，一些常见的形状记忆效应材料由于重新回复到原来的形状而受到技术使用，例如，一些钢管可以用来做液压系统，而用来在外壳中安装电子元器件的柔性能够把复杂的变形转换为简单的形状。

在物理化学方面，形状记忆效应也有一些新的发现。

研究表明，SME是由一种叫做“高分子共价键”的特殊化学作用体系引起的，这使得变形物体能够恢复到原来的形状。

具体研究表明，当紧缩张力被移除时，共价键就会改变，从而使物体恢复到原始的形状。

例如，一种新的SME材料被用来制造一种可以经历反复变形的投射机，并且在物体从紧缩状态变为放松状态时可以恢复到原来的形状。

形状记忆效应在认知领域也具有重要意义，它是一种描述动物和人类对复杂变形和复杂信息的记忆行为的研究课题。

例如，人们可以学习并记住一个大的物体的整体几何特征，然后在抽象的认知空间里记录它的变化，这是很多动物所具有的能力，并且也可以被描述为形状记忆效应的一部分。

另一方面，在视觉空间中，某些人们可以学习一个三维对象的形状，并用视觉记忆来保持它的变形，这也被认为是形状记忆效应的一部分。

总之，形状记忆效应是一种特殊的认知现象，它可以在物理、物理化学和认知领域都被发现和定义，并且在不同的领域有不同的应用。

它的研究在很多方面也可以提供一些重要的启示，例如，研究者可以从形状记忆效应中发现新的机制，从而解释认知能力和认知过程中发生的认知变化，这在很多方面都是十分重要的。

电⼦功能材料与元器件名词解释名词解释形状记忆合⾦：形状记忆效应是指具有⼀定形状的固体材料，在某种条件下经过⼀定的塑性变形后，加热到⼀定温度时，材料⼜完全恢复到变形前原来形状的现象。

即它能记忆母相的形状。

具有形状记忆效应的合⾦材料即称为形状记忆合⾦。

热弹性马⽒体相变：在某些合⾦材料中会出现⼀种叫做热弹性马⽒体的晶相组织，这种组织的特点是：它的相变驱动⼒很⼩，很容易发⽣相变。

它能随着温度的升⾼⽽弹性地缩⼩或长⼤，故称其为“热弹性马⽒体”。

约瑟夫逊（Josephson）效应：约瑟夫逊从理论上对于超导体－势垒－超导体的情况进⾏了认真的计算。

得出了⼀系列难以想象的结果：在势垒两边电压为零的情况下，电⼦对能够以隧道效应穿过绝缘层，产⽣直流超导电流，此现象叫直流约瑟夫逊效应(d.c. Josephson effect)。

超导隧道结这种能在直流电压作⽤下，产⽣超导交流电流，从⽽能辐射电磁波的特性，称为交流约瑟夫逊效应。

注：把右侧正常⾦属改成超导体迈斯纳效应：处于超导状态时，超导体内部磁感强度为零。

这种现象称为迈斯纳效应超晶格：超晶格材料是由两种或两种以上性质不同的薄膜相互交替⽣长并⽽形成的多层结构的晶体，在这种超晶格材料中，由于⼈们可以任意改变薄膜的厚度，控制它的周期长度。

⼀般来说，超晶格材料的周期长度⽐各薄膜单晶的晶格常数⼤⼏倍或更长，因⽽取名“超晶格”。

组分超晶格：超晶格材料的⼀个重复单元由两种不同材料组成，其电⼦亲和势、禁带宽度均不相同。

掺杂超晶格：若在同⼀半导体材料中，⽤交替改变掺杂类型的⽅法形成的超晶格称为掺杂超晶格。

应变超晶格：当两种不同材料构成超晶格时，若两种材料晶格常数相差较⼤时，会在界⾯处产⽣缺陷，得不到好的超晶格材料。

但是，当多层薄膜厚度⼗分薄时，晶体⽣长时会产⽣很少的缺陷，即是在弹性形变限度内，晶格本⾝的应变使缺陷消除，可制备好的超晶格材料－－应变超晶格材料压电效应：当对某些晶体在某些特定⽅向上加⼒时，在施⼒⽅向的垂直平⾯上出现正、负束缚电荷，这种现象称为压电效应。