형상기억효과에 대해 알려주세요.

Question

철금속으로 만들어진 물체를 이리저리 뒤틀었는데 형상기억효과로 원래의 상태로 돌아갈 수 있다던데, 이게 사실인가요? 어떤 원리이죠?

Answer 1

안녕하세요~

김철승 과학 전문가 예요~!

형상기억은

변형된 금속을

원래의 모양으로 되돌아오는

능력이 있어요

형상기억 합금은

스텐트와 치과의 교정용 틀에

사용하고있어요.

자동차의

충격흡수장치에 널리 사용되고있어요~

형상기억합금은 낮은 온도에서

구조가 마르텐사이트 구조로 변경되구요

변형 에너지가 저장되죠.

마르텐사이트 상태는 계속 유지되고 있어요.

높은 온도에서

마르텐사이트가 다시 모상으로 변해서

저장된 에너지가 방출되서

원래 모양으로 돌아가요.

답변이 마음에 드신다면 좋아요를 부탁드려요~~!

Answer 2

안녕하세요. 설효훈 과학전문가입니다. 일반적인 금속은 형태가 변형될 때 원래 있던 금속간 결합이 풀린 후 내부의 원자가 이동하면서 (다른 금속원자와) 새로운 결합이 생성되면 변형된 형태가 고정되지만, 형상기억합금은 금속내 결정 격자의 형태가 변하면서 원자간 결합은 그대로 보존되고 적절한 조건에서 다시 원래 형태의 격자로 돌아가면서 변형이 풀린다.실제 이용하는 형상기억 특징의 종류는 크게 두 가지. 첫 번째는 온도가 낮을 때 변형시킨 후 온도를 올리면 원래의 형태로 돌아오는 것으로, 이것이 우리가 익히 알고있는 형상기억 특성이다. 위 상변화 그림에서 쭉 펴진 Martensite 로 구조가 변화되었다가 온도가 올라가면서 Austenite 로 돌아오는 형태.두 번째는 특정 온도 구간에서 하중을 주면 쭉 늘어나며 Martensite 가 되었다가 다시 하중을 제거하면 원래의 형태로 고무줄처럼 돌아오는, 의사탄성 (pseudoelasticity) 혹은 초탄성 (superelasticity) 라고 부르는 현상이다. 하중을 가했을 때 Martensite 가 안정상으로 되었다가 하중이 다시 낮아지면 Austenite 로 돌아오기에 나타나는 현상.

출처 : 나무위키 - 형상기억합금

Answer 3

안녕하세요. 홍성택 과학전문가입니다.

그것은 형상기억합금이라고 불리는 특수한 금속입니다. 이러한 합금은 특정 온도에서 형태를 변화시킬 수 있고, 다시 원래의 형태로 돌아가는 형상기억효과를 가지고 있습니다. 이는 합금 내부의 결정 구조가 변화하여 형태를 기억하고 있기 때문에 가능합니다.

Answer 4

안녕하세요. 김재훈 과학전문가입니다.

형상기억 효과는 주로 니켈-티타늄과 같은 특정 금속 합금에서 나타납니다. 이러한 합금들은 마르텐사이트 변형을 겪어 고온에서는 오스테나이트 상태로, 저온에서는 마르텐사이트 상태로 변합니다. 이러한 특성을 가진 합금은 쉽게 형태가 변형되며, 다시 고온으로 가열하면 원래 형태로 복구됩니다. 그러나 일반적인 철금속으로는 이러한 효과를 나타내지 않으며, 특정 조성의 합금에서만 가능합니다. 따라서 철금속으로 만든 물체가 형상기억 효과를 나타낸다면, 이는 니켈-티타늄과 같은 형상기억 합금으로 만들어진 것일 가능성이 높습니다.