stephenrao1

形狀記憶合金最早在1951年在Au-Cd合金中發現，是一種加熱後能恢復原有形狀的特殊合金。其表現出的特性有兩種，一是形狀記憶效應，二是擬彈性效應。


形狀記憶合金的特性
在形狀記憶合金中，當材料溫度降低，一種新的結構，我們稱為麻田散相，會從原來的結構（奧斯田母相）中長出，且其過程是可逆的。形狀記憶效應是利用當溫度低於麻田散相轉換溫度時，若外力超過彈性極限，材料中的麻田散相方位會重新排列，使材料產生如塑性變形的情形，當溫度升高時，麻田散相會轉變回原來的奧斯田母相，而記得原來的樣子。當溫度高於麻田散相轉換溫度，外加應力一樣會促使奧斯田母相產生麻田散相而得到如塑性變形的情形，但是果外力去除，不穩定的麻田散相將轉換回母相，此時其塑性變形會隨著消失，故稱為擬彈性效應。一般來說，金屬的彈性變形量只有2％，形狀記憶合金能夠承受的彈性變形量是一般金屬的四到五倍。而形狀記憶效應或擬彈性效應的發生，完全取決於材料麻田散相轉換溫度相對於測試溫度的高低。


如何製作形狀記憶合金
使用形狀記憶合金最重要的就是他的麻田散相轉換溫度，此一轉換溫度會因晶粒尺寸、外加應力、熱循環次數等因素改變，但以合金成份的改變對麻田散相轉換溫度的影響最大，以Cu-Zn-Al記憶合金來說，增加一個重量百分比的鋅會使麻田散相轉換溫度下降51o1C；增加一個重量百分比的鋁會使麻田散相轉換溫度下降134.5o3C之多，因此成分的控制包括正確的百分比及均勻的品質將非常重要。另外在使用形狀記憶合金為元件時，須記憶所定的形狀，為此進行一定的熱處理-形狀記憶處理，形狀記憶處理的做法因合金的種類、使用目的而不同，須考慮素材形狀、元件尺寸等因素。形狀記憶處理有一方向的形狀記憶處理與二方向的形狀記憶處理，目前工業上以實施的是一方向形狀記憶處理。