金属的记忆本领与记忆合金的研制

不仅人有记忆能力，有些金属也有记忆能力，不过它们的记忆和人的记忆截然不同。人的记忆对象是发生过的事情，金属的记忆侧重于对形状的记忆，即在某种适宜的条件下，被改变了形状的金属总能像弹簧一样恢复成原来的样子。人们把能记忆形状的合金叫做形状记忆合金。

也许你会问，记忆合金在平常人的生活中能施展手脚吗？答案是肯定的。你可能看到过有的同学在做牙齿矫正手术时，牙上装着矫齿丝，这些矫齿丝的材料就是记忆合金。记忆合金不仅具有形状记忆特性和超弹性，而且还具有耐腐蚀性，因此做矫齿的材料是最适合不过的了。医生遂利用镍钛合金制成矫齿丝，借助人的口腔温度，来为病人矫正畸形齿。医生在使用口腔矫齿丝之前，先得为准备矫正的牙齿做一个石膏模型，然后按照模型，将口腔矫齿丝弯成牙齿的形状，固定在牙齿上，每隔一段时间更换一次。每次更换的时候，由记忆合金制成的矫齿丝由于其“记忆力”，都会更加趋向于它原来的形状，在这个逐渐趋向原形的过程中，牙齿就会慢慢得到矫正。

形状记忆合金为什么能够恢复原来的形状呢？

原来，加热时，因受外力作用而使其内部结构变为菱形晶格的形状记忆合金就重新转变到受力前的正方晶格的状态，从而恢复了原来的形状。

举个例子来说吧，形状记忆合金之一的镍钛合金在温度40℃之上和之下的晶体结构是不同的。40℃时，镍钛合金会发生转变，因此40℃是它的转变温度，也叫“记忆温度”。在转变温度以上，其晶体结构处于稳定状态，而在转变温度之下，其晶体结构失去稳定。如果人们在转变温度以下改变了它的形状，那么再将其加热到转变温度以上时，由于处于不稳定状态的晶体结构会立刻恢复到稳定状态，因此它的形状也会相应地恢复到原态。这就是镍钛合金能记忆形状的原因所在。

阿波罗登月舱的天线就使用了记忆金属。

记忆合金不仅能恢复原态，而且能重复恢复原态多达数百万次，而不会产生丝毫的疲劳和断裂。镍钛合金的拉伸强度可达1000兆帕。也就是说，需要加1000多牛顿的力在1平方毫米那么小的断面上，才能将镍钛合金拉断。

记忆合金的奇特本领吸引了人类的注意力。从镍钛合金开始，人类已开发了镍钛合金、铁系合金和铜系合金等多种系列的记忆合金。它们广泛应用于工业生产、航天、电子器具、医疗等方面，帮助人们解决了许多难题。

形状记忆合金的最初应用是在20世纪60年代初。镍钛形状记忆合金首先被用于美国海军飞机液压系统的管道接头上，结果获得了很大的成功。当时，在美国海军飞行事故中，有1/3是因为飞机液压系统管道接头泄漏引起的。飞机起初使用普通接头，由于热胀冷缩，有一些管道接头总免不了产生了泄漏。采用记忆合金套筒接头技术后，一架F-14战斗机的液压系统使用800多只记忆合金套筒接头，竟没有发生一起管道接头泄漏事件，这在当时无疑是一个奇迹。此后，美国就在各种飞机的液压系统上推广使用记忆合金套筒接头，至20世纪90年代初已使用100多万件而无一事故。

日本的一些汽车公司非常有想象力，他们打算用形状记忆塑料制成汽车的保险杠和易碰撞部位。如此一来，一旦汽车被撞瘪，只要用吹风机加热一吹，这些部件很快就会恢复原状。