有記憶力的金屬

楊付勤

金屬也有“記憶力”，看了題目你可能感到奇怪。

有的冶金學家研究出了一種具有奇妙形狀的有“記憶”特性的合金，并把它做成了宇宙飛船的月面天線。飛船發射前，把龐大的天線折疊起來裝在飛船里，但是你得“告訴”它在什么狀況下張開。到了月球上以后，它就準確無誤地把天線張開，順利完成任務。

這是怎么一回事呢？原來這種合金有這么一種獨特的性能：當你在較高的溫度下把它加工成半球形的月面天線，它就牢牢“記”住這是它的“前身”；待它冷卻到較低的溫度，你又把它加工變形，即折疊起來，它又牢牢“記”住這是它的“現狀”。飛船在月球登陸以后，天線在太陽光的照射下達到一定溫度時，便自動張開恢復“前身”的形狀。

這種合金就在“前身”和“現狀”兩個固定點之間活動。任你反復加熱和變冷，它都牢牢“記”住自己在不同狀況下應有的形狀。具有這種形狀反復“記憶”效應的合金，稱為“形狀記憶合金”。

記憶合金之所以具有“記憶”能力，是因為它具有一種內部結構轉變的功能。這同我們通常所熟悉的彈簧，在外力的作用下被壓縮或伸長，當外力去除后它能恢復原狀的性質不同。記憶合金恢復原形的外界條件是溫度而不是力。使記憶合金內部結構轉變的溫度并不是很高，只需加熱到幾十度就可以了。

現已發現金屬鈦和鎳、鈦和鈮、鎳和鋁、銅和鋅等二十多種合金，都具有這種形狀“記憶”特性。目前發展得較快的是含鈦45%～5 0%、含鎳5 0%～5 5%的鈦鎳合金。

記憶合金誕生以后，不但在航天技術中得到應用，而且受到各方面的重視。在現代化的火災自動報警器上，記憶合金大顯身手，當周圍環境溫度臨近著火點時，它就伸出“雙手”觸動開關發出警報；如果把它做成水管閥門，它還能自動打開。記憶合金還用在自動化設備的聯鎖系統和去聯鎖系統上、跟蹤設備和熱控制傳動設備上，以及利用廢熱轉變為機械能的能源技術上。

記憶合金具有這種特征，再加上它有很好的抗腐蝕性能，所以在醫學方面也獲得廣泛應用，例如用于醫療手術中做骨骼人工夾板、架子等，當它固定在骨骼上，你需要局部拉力或夾緊力時，只要稍微加熱就可達到目的；冷卻以后拉力很快又可消除。在矯形技術中，已把這種金屬作為一種很好的矯正手段，如用作脊椎矯正等。