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形狀記憶合金是能將自身的塑性變形在某一特定溫度下自動恢復為原始形狀的合金。
記憶合金除具有獨特的形狀記憶功能外，還具有耐磨損、抗腐蝕、高阻尼和超彈性等優異特點。伸縮率在20%以上。疲勞壽命達107次，阻尼特性比普通的彈簧高10倍，其耐腐蝕性優于目前較好的醫用不銹鋼，因此可以滿足各類工程和醫學的應用需求，是一種非常優秀的功能材料。
生產可應用于眼鏡腿、婦女文胸、手機天線、婦女節育環、牙弓絲、儀器儀表等領域的高品質記憶合金絲。
1963年，美國海軍軍械研究室在一項試驗中需要一些鎳鈦合金絲，他們領回來的合金絲都是彎彎曲曲的。為了使用方便，于是就將這些彎彎曲曲的細絲一根根地拉直后使用。
在后續試驗中一種奇怪的現象出現了：當溫度升到一定值的時候，這些已經被拉得筆直的合金絲，突然又魔術般地迅速恢復到原來彎彎曲曲的形狀，而且和原來的形狀絲毫不差。再反復多次試驗，每次結果都完全一致，被拉直的合金絲只要達到一定溫度，便立即恢復到原來那種彎彎曲曲的模樣。
就好像在從前被“凍”得失去知覺時被人們改變了形狀，而當溫度升高到一定值的時候，它們突然“蘇醒”過來了，又“記憶”起了自己原來的模樣，于是便不顧一切地恢復了自己的“本來面目”。
鎳-鈦合金在40oC以上和40oC以下的晶體結構是不同的，但溫度在40oC上下變化時，合金就會收縮或膨脹，使得它的形態發生變化。這里，40oC就是鎳-鈦記憶合金的“變態溫度”。各種合金都有自己的變態溫度。
記憶合金已用于管道結合和自動化控制方面，用記憶合金制成套管可以代替焊接，方法是在低溫時將管端內全擴大約 4％，裝配時套接一起，一經加熱，套管收縮恢復原形，形成緊密的接合。
美國海軍飛機的液壓系統使用了10萬個這種接頭，多年來從未發生漏油和破損。船艦和海底油田管道損壞，用記憶合金配件修復起來，十分方便。在一些施工不便的部位，用記憶合金制成銷釘，裝入孔內加熱，其尾端自動分開卷曲，形成單面裝配件。
記憶合金特別適合于熱機械和恒溫自動控制，已制成室溫自動開閉臂，能在陽光照耀的白天打開通風窗，晚間室溫下降時自動關閉。
記憶合金熱機的設計方案也不少，它們都能在具有低溫差的兩種介質間工作，從而為利用工業冷卻水、核反應堆余熱、海洋溫差和太陽能開辟了新途徑。現在普遍存在的問題是效率不高，只有 4％～6％，有待于進一步改進。
記憶合金在醫療上的應用也很引人注目。
例如接骨用的骨板，不但能將兩段斷骨固定，而且在恢復原形狀的過程中產生壓縮力，迫使斷骨接合在一起。齒科用的矯齒絲，結扎腦動脈瘤和輸精管的長夾，脊柱矯直用的支板等，都是在植入人體內后靠體溫的作用啟動，血栓濾器也是一種記憶合金新產品。被拉直的濾器植入靜脈后，會逐漸恢復成網狀，從而阻止 95％的凝血塊流向心臟和肺部。
人工心臟是一種結構更加復雜的臟器，用記憶合金制成的肌纖維與彈性體薄膜心室相配合，可以模仿心室收縮運動。現在泵送水已取得成功。由于記憶合金是一種“有生命的合金”，利用它在一定溫度下形狀的變化，就可以設計出形形色色的自控器件，它的用途正在不斷擴大。
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