假如金屬有了記憶……

2020-09-05 初中數理化大師

1963年，美國海軍一個研究所在一次實驗中需要鎳－鈦合金，他們找到的鎳－鈦合金都是彎彎曲曲的，用起來很不方便。

於是，他們就把這些細絲一根根地拉直。

然而，在實驗中卻出現了一種奇怪的現象：當溫度升高到40℃（即鎳－鈦合金的轉變溫度）時，這些已經被拉直的鎳－鈦合金，突然又全部恢復到原來彎彎曲曲的形狀，而且絲毫不差，和原來一模一樣。

後來又陸續發現了有相同性質的其他金屬，由於發現的這些這樣具有「記憶」能力的金屬都是合金，因此人們形象地稱它們為－－

形狀記憶合金

通過研究發現，不同的形狀記憶合金其轉變溫度不同，當它們的溫度在不低於其轉變溫度時，合金內部金屬原子按一定的方式穩定地排列。

當合金溫度低於轉變溫度時，雖然通過外力改變了合金的形狀，但此時其內部處於一種不穩定的結構，只要溫度一達到它的轉變溫度，這種不穩定的結構就會立即轉變成穩定結構，這樣它就會從不穩定結構時被改變的形狀恢復成原來穩定結構時的形狀。

這就是形狀記憶合金做成的物體能「回憶」起原來的形狀並發生變化的原因。

由於形狀記憶合金除溫度外，不受任何其他環境條件的影響，所以它一面世便出手不凡。

1970年美國太空人登月後用來傳遞地、月之間的半球形天線就是用極薄的記憶合金材料先在正常情況下按預定要求做好，然後降低溫度把它壓成一團，裝進登月艙。

到達月球上，再取出來，在陽光的照射溫度升高，當達到它的轉變溫度時，天線又「恢復記憶」，重新變成了一個巨大的半球形。


有人利用形狀記憶合金可以製成彈簧，可以放在熱水器的出水閥內，當熱水溫度過高，達到形狀記憶合金製成的彈簧的轉變溫度時，彈簧會自動變長，及時關緊閥門而停止出水，從而避免把人燙傷。

現在，記憶合金在醫學領域和領域也有著很重要的應用，在未來了智能應用領域，更是有著廣泛的應用前景。


下面再來講一個關於關於記憶合金的故事


有一個收藏家最近收藏了一幅世界名畫，為了防止被盜，他將保存藏品的倉庫重新維修了一番。更換了絕對安全的門鎖，還把窗戶上安裝了又粗又堅固的鐵條。

看著固若金湯的倉庫，收藏家感到這次肯定是萬無一失了。

誰知道收藏家想錯了，當天晚上，倉庫就被盜竊了。貴重的世界名畫不翼而飛，令人不解的門鎖與鐵窗完好無損。

經過警察的仔細勘查，發現盜賊是竟然是從有密密的鐵條窗戶裡進入的，但是窗戶上的鐵條卻完好無損，沒有被切割的痕跡；況且每兩根鐵條相距很短，連小孩也無法鑽入。

那麼盜賊到底採用了什麼方法進入倉庫內呢？

原來，在收藏家請工人製作鐵窗後，盜賊就收買了製作鐵窗的工人，將鐵窗使用的一些鐵條換成了一種叫做形狀記憶合金的金屬。

盜賊進入倉庫時，給合金製成的鐵條加熱。鐵條溫度升到高轉變溫度後，相鄰的兩根由合金製成的鐵條會分別彎成原狀――「〈〉」形，這樣鐵條間間距變寬，他就可以順利地穿過，方便地進入倉庫內了。

第二天，等收藏家發現倉庫被盜時，由形狀記憶合金製成的鐵條早已冷卻，又變成了筆直的形狀。


記憶合金無罪

關鍵在於用它的人

做它來做什麼事

最後，還有一條美麗的物語送給大家


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