为什么钛合金眼镜框不容易变形

形状记忆合金可恢复原有形状

人和动物有“记忆”能力，为什么有些合金的形状也会呈现类似的“记忆”能力呢？

20世纪60年代初，美国科学家发现了一种奇怪的合金，它像生物体一样具有“记忆力”。假如我们把它冷却到一定温度，并对它进行某种变形（如将它揉成一团），但只要回到最初的温度，它的“记忆”就会“苏醒”，从而在瞬间恢复自己的“本来面目”。于是，人们把这种合金称为“形状记忆合金”。

各种钛合金制品

形状记忆合金为什么会有“记忆”能力呢？这就要从它的微观结构说起了。金属在固态时，其原子总是按照一定规律排列起来，形成“晶格”。在不同的条件（如温度）下，金属的结构可能不同，这时我们说它处在不同的“相”。从一个相变化到另外一个相，称为“相变”。相变时金属的性能会发生改变。金属发生相变时的温度叫作相变温度。

形状记忆合金有两种相：在相变温度以上时的相叫作母相（也叫作奥氏体相），在相变温度以下的相叫作马氏体相。从高温冷却到相变温度以下，母相就变为马氏体相；把马氏体相的合金加热到相变温度以上，又可变为母相。形状记忆合金与一般金属的不同之处是，在一定的条件下，它内部的相变过程是可逆的。因此，不管它在马氏体相时的外形怎样，一旦回到奥氏体相，它的形状一定与最早的时候一模一样。如果我们在合金处于马氏体状态时，用外力改变其形状，但只要再加热到相变温度以上，它又会恢复到原来的形状，这种变化称为“形状记忆效应”。如果我们用具有这种“记忆”功能的钛合金制成眼镜架，我们就可以把它任意变形，即使不小心被碰弯曲了，只要将其放在热水中加热，就可以恢复原状。

铝合金

形状记忆合金的奥秘就在于它能发生这种特殊的马氏体转变。就大多数金属来说，它们并不会发生马氏体转变，因而没有形状记忆能力。具有“形状记忆”本领的合金有很多。近年来，人们还发现，在一些高分子材料、铁磁材料和超导材料中也存在形状记忆效应。