有趣問題–金屬也有記憶??
文﹕石海燕   

記憶合金在熱水中會回復本來的形態。
圖一  記憶合金在熱水中會回復本來的形態。
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鎳鈦諾兩種不同的相
圖二  鎳鈦諾兩種不同的相。
別以為生物才有記憶,其實金屬也可以擁有這種功能呢!形狀記憶合金是一種特別的合金,你可以任意將它變形,但當加熱或通電後,它就會回復本來的形狀,像擁有記憶一般 (圖一及電影短片)。

為甚麼形狀記憶合金會那麼神奇的呢?

要解開記憶合金神奇之迷,先要明白記憶合金的晶體結構。記憶合金有兩種不同的相。在低溫時,合金處於「麻田散鐵相」,這時合金內的晶體結構是比較柔軟的長斜方晶系形態 (圖二),原子間的距離在受力時可作改變,故我們可以扭曲合金的外型。當我們將合金加熱到高於一個臨界溫度 ( ) 時,合金則處於「沃斯田鐵相」,這時合金內的晶體排列為堅固的體心立方 結構,原子間的距離回復到受力前的樣子,合金便變回原狀。

至於要改變合金的記憶形狀,則要將合金加熱至約攝氏 500 度,那麼合金便會牢記當時形狀。而記憶合金的 取決於合金成份及成份比例,通常我們會令 高於室溫,使合金在刻意加熱後才產生相變。一般的 約為攝氏50度。

記憶合金的特性及應用

由於記憶合金在扭曲後仍能回復原狀,所以它被用來製作眼鏡框。多種合金也擁有記憶功能,如金鎘 ,銅鋁及銅鋁鎳等。但當中最普遍的是由鎳與鈦混合而成的鎳鈦諾,它不易有金屬疲勞,耐侵蝕,能承受很大的拉力和壓力,在通電時能產生觸發相變 的熱力,所以除用作眼鏡框外,它更可以是起動器、感應器、發熱器三合一的材料。