金属的记忆

记忆金属是什么，为什么丢进热水里能立即复原，把一根曲别针扭曲变形后扔进热水里，它竟然瞬间被打回原形，把一根弹簧使劲拉直后，用喷火枪加热，金属丝立马缩回原来的螺旋状态，看到这些现象不禁发出疑问，难道说金属也拥有记忆力吗，其实刚刚看到的并不是普通的曲别针和弹簧，而是由钛钛合金制作而成的，记忆金属也叫形态记忆合金，1963年，美国海军军械研究所的工作人员比勒意外发现，高温烧制后的钛钛合金丝，在低温环境中可以任意拉伸，但是一旦对它再次加热，金属丝就会瞬间变回原来的形态，这种现象被称为形状记忆效应，一经发现便激起了镍钛合金的研究热潮，那么究其根本，记忆金属为什么会这个特异功能呢，这与它的晶体结构会随温度变化有关，钛钛合金在40度以上，和40度以下的晶体结构是不同的，高温环境中的晶体结构具有较高的对称性，而温度低于40度时，单一取向的高温项，会转变为具有不同取向的马氏体变体，在拉伸变形的过程中，马氏体变体逐渐统一为单一取向，此时如果突然将温度升高到40摄氏度以上，马氏体就会发生逆转变，变回之前单一取向的高温相，如此一来，我们便可以看到，钛钛合金恢复记忆的神神奇过程，基于这一特性，人类也开始了各种奇思妙想，其中一项引擎设计非常有趣，它由两个不同大小的轮子，和一圈钛钛合金丝组成，将下方的小轮子浸入75度的热水中，然后用手轻轻转动一下上方的轮子，这时整个引擎设备便转动起来了，设计者巧妙的利用了室温25度，与水温75度的差别，使镍钛合金丝不断的收缩和膨胀，从而为引擎源源不断的提供动力，目前关于记忆合金引擎的多项设计已经获得了专利，但是出于材料价格，商品制造以及设备可行性等问题，此类引擎始终没有超出原型阶段，而在现实生活中，钛钛合金的另一项重要性质，超弹性的应用则更为广泛，即在外力作用中，记忆形态合金，比一般金属的变形恢复能力更强，医学领域中的人造骨骼伤骨固定加压器，牙科矫正器等，建筑领域中的抗震结构，以及生活中可以见到的，形态记忆合金眼镜框架，都利用了这一性能，它们可以承受，比普通材料大得多的变形而不发生破坏，因此我们不妨大胆的设想一下，未来的某天，人类会不会驾驶着隐形和外壳，都是由记忆金属制造而成的汽车呢。