آلياژهاي حافظه دار فلزاتي هستند که دو خصوصيت بارز را از خود نشان مي دهند: خاصيت شبه الاستيک و اثر يادآوري شکل. Arne Olander براي اولين بار اين خواص غير طبيعي را در سال 1938 مشاهده نمود اما تا سال 1960 هيچگونه تحقيقات جدي در اين زمينه صورت نگرفت. مهمترين و پرکاربردترين آلياژها NiTi، CuZnAl و CuAlNi هستند. اين آلياژهاي همچنين مي توانند با آلياژسازي روي، مس، طلا و آهن توليد شوند. آلياژهاي NiTi در دهه شصت ميلادي توسط مرکز تحقيقات نيروي دريائي آمريکا توليد و تحت نام تجاري نيتينول وارد بازار شد.

◄   مباني علمي آلياژهاي حافظه دار:
دو خاصيت منحصر به فرد بالا به وسيله يک تحول فازي حالت جامد ممکن شده اند که مربوط به چينش مولکولي است که در اين آلياژها اتفاق مي افتد. دو فازي که در آلياژهاي حافظه دار اتفاق مي افتد، آستنيت و مارتنزيت است. مارتنزيت فاز نسبتا نرم و شکل پذير آلياژهاي حافظه دار است که در دماهاي نسبتا پائين وجود دارد. ساختار مولکولي در اين فاز به صئرت دوقلوئي است که در شکل وسطي تصوير زير نشان داده شده است. در هنگام تغيير شکل، اين فاز به حالت سمت راست در مي ايد.
 

آستنيت که فاز سخت تري است، در دماهاي بالاتر اتفاق مي افتد. اين فاز ساختار مکعبي دارد که در تصوير بالا قابل مشاهده است. در مقياس ميکروسکوپي فاز مارتنزيت تغيير فرم نيافته همان اندازه و شکل آستنيت مکعبي را دارد به طوري که تا هنگامي که مارتنزيت تغيير فرم مي يابد، تغيير اندازه و شکل آلياژ حافظه دار قابل مشاهده نيست.

دمائي که در آنها هرکدام از اين فازها شروع به تشکيل مي کنند به وسيله نمادهاي زير نمايش داده ميشود:   Ms ,Mf ,As ,Af

همانطور که در شکل زير نشان داده شده است، مقداراين چهار متغير با ميزان بار وارده بر آلياژ حافظه دار افزايش مي يابد.

 

 

Mf دمائي است که در هنگام سرد شدن، تبديل به مارتنزيت کامل مي گردد. حين گرم شدن، As و Af به ترتيب دماهائي هستند که تبديل از مارتنزيت به آستنيت شروع شده و پايان مي يابد. همانطور که گفته شد، به اين علت که هيچگونه نفوذي دخيل نيست استحاله از مارتنزيت به آستنيت، تنها وابسته به دما و فشار است و نه زمان. اين استحاله بين دو فاز برگشت پذير است که خاصيت حافظه داري را بوجود مي آورد. هنگام سرد شدنناگهاني فولاد، تبديل آستنيت به مارتنزيت برگشت پذير نمي باشد لذا فولادها حافظه دار نيستند.

هنگامي که يک آلياژ حافظه دار در زيردماي As قرار دارد، مي تواند خم شده يا کشيده شود تا زماني که گرم شده و به دماي بالاي استحاله برسد. هنگام گرم شدن، آلياژ به شکل اوليه اش باز مي گردد.

حالت شبه الاستيک اين مواد، در دماي بالا و فاز آستنيت کاربرد دارد. قاب هاي عينک ساخته شده با اين خاصيت، مي توانند تغيير فرم هاي زيادي را در دماي بالا تحمل کرده و به محض برداشتن تنش به حالتاوليه خود باز گردد. در حالت آستنيت، با اعمال تنش فاز مارتنزيت توليد شده که قادر به تحمل کرنش هاي بالاست. با برداشتن تنش، مارتنزيت به آستنيت باز مي گردد و تغيير فرم به حالت اوليه باز مي گردد.

◄   توليد آلياژهاي حافظه دار:
اين آلياژهاي با روش ريختگري قوس خلا و يا القائي توليد مي شوند. سپس شمش نورد گرم شده و به فرم سيم کشيده مي شود. سپس آلياژ اصطلاحا تعليم داده مي شود که با توجه به کاربرد، نوع تعليم متفاوت است. تعليم با حرارت دادن اتفاق مي افتد به گونه اي که نابجائي ها دوباره منظم شده و به مکان هاي پايدار برسند اما حرارت به مقداري نيست تا تبلور مجدد روي دهد.

◄   کاربردها:
کاربردهاي آلياژهاي حافظه دار در صنايع هوايي (بوئينگ، موتورهاي هواپيماي ساخت کارخانه جنرال الکتريک، ناسا و . . . )، لوله ها، صنايع رباتيک، پزشکي،دندانپزشکي و غيره مي باشد. در ذيل، تعداد از اين آلياژها ديده مي شوند:

Ag-Cd 44/49 at.% Cd

Au-Cd 46.5/50 at.% Cd

Cu-Al-Ni 14/14.5 wt.% Al and 3/4.5 wt.% Ni

Cu-Sn approx. 15 at.% Sn

Cu-Zn 38.5/41.5 wt.% Zn

(Cu-Zn-X (X = Si, Al, Sn

Fe-Pt approx. 25 at.% Pt

Mn-Cu 5/35 at.% Cu

Fe-Mn-Si

Pt alloys

Co-Ni-Al

Co-Ni-Ga

Ni-Fe-Ga

Ti-Pd

(Ni-Ti (~55% Ni

Ni-Ti-Nb