[공학]합금 - 형상기억합금에 대해서

1.형상기억합금

현재 우리가 사용하고 있는 니켈-티타늄(Ni-Ti) 소재의 형상기억합금은 1960년 미국 메릴랜드주 있는 미해군 병기연구소 한 연구원의 우연한 행동으로 발견되었다. 당시 미해군에서는 잠수함 선채에 사용될 특수 합금을 제작하기 위해 다양한 소재의 금속을 다양한 비율로 섞어 그 특성을 비교 연구하고 있었다.
그런데 니켈과 티타늄이 1대 1로 섞인 금속에서 이상한 반응이 검출되었다. 제작된 시료에 연구원이 가까이 다가가자 니켈 티타늄시료가 꿈틀 거리는 것을 발견한 것이었다. 의아함을 느낀 연구원은 왜 그 합금이 변형을 일으키는지 알아내기 위해 다양한 시도를 해 본 결과 연구원이 입에 담배를 물고 다가섰을 때 형체가 변하는 것을 발견했다. 즉 낮은 온도에서는 변형되었다가 특정 온도에 노출되면 원래의 모습대로 돌아오는 형상기억합금을 발견하게 된 것이다. 니티놀 발견 이래 Cu-Zn-Ni, Cu-Al-Ni, Ag-Ni, Au-Cd 등 수십 종류의 합금이 있다. 현재까지 많은 수의 형상기억합금이 발견되었지만 가장 복원력이 뛰어난 합금은 니켈(Ni)-티타늄(Ti)으로 이루어진 니티놀 합금이 가장 우수한 것으로 평가되고 있다.

1)형상기억합금이란?

기억한다는 개념은 어쩌면 생명체의 전유물로만 생각할 수 있다. 그러나 감각적은 것을 기억하고 후에 재생 또는 재인식하는 ‘기억’이라는 현상을 무생물체인 금속에서도 볼 수 있다. 이러한 금속들은 모양이 변했다가 어떤 조건을 만족하게 되면 금속재료 자체가 갖는 원래의 형상을 기억해내는 현상을 나타내게 된다. 이러한 현상을 형상기억효과(Shape memory effect)라고 한다. 즉, 형상기억합금이란 영어로 Shape Memory Alloy (SMA) 이라 하며 말 그대로 모양을 기억하는 합금이다.
다시 말해서 형상기억합금이란 일정한 온도에서 어떤 모양을 기억 시켜 두면 온도가 낮…

2)형상기억합금 원리?

3) 형상기억합금의 성질