형상기억합금은 어떤 원리로인해 처음의모양을 유지하는건가요?

Question

형상기억합금으로 만든 물건들은 사용으로 인해서 모양의 변형이 오더라도 열을 가하면 원래의 모양으로 돌아간다고하던데요

형상기억합금은 어떤 원리로인해 처음의모양을 유지하는건가요?

Answer 1

안녕하세요. 김석진 과학전문가입니다.

형상기억합금은 이중 상 변화라는 물리학적 원리를 이용하여 처음 가지고 있던 모양을 기억하고 유지하는 합금입니다.

이중 상 변화는 합금이 특정 온도 이하에서 주기적으로 결정 구조를 변화시키는 현상으로, 이런 변화는 열 역학적 안정성이 덜한 상태에서 일어납니다. 따라서 형상기억합금은 주어진 온도에서 안정한 상태로 고정되어 있을 때 원래 모양을 기억하고, 일정한 조건에 따라 변형된 후에도 원래 모양으로 돌아올 수 있습니다. 이러한 성질로 인해 형상기억합금은 다양한 분야에서 응용될 수 있습니다.

Answer 2

안녕하세요. 조영수 과학전문가입니다.

간단히 형상기억합금의 원리는 변형 온도 이하에서 힘을 가하면 원자의 배열이 달라졌다가, 다시 가열하여 변형 온도에 이르면 원래의 원자 배열로 되돌아가 모양이 복원되는 합금으로 대표적 예가 "니티놀"로 니켈과 티타늄의 합금입니다.

Answer 3

안녕하세요. 이상현 과학전문가입니다.

형상기억합금은 온도나 습도,ph 에따라 물질의 형태가 변화하는 물질로 구성되어, 해당조건에 노출되면 해당모습으로 변혓됩니다.

보통 치아교정 보철이나 그릇, 수저등에 사용되기도합니다.

감사합니다.

Answer 4

안녕하세요. 홍기윤 과학전문가입니다.

형상기억 합금은 고온측과 저온측에서 결정의 배열이 현저하게 다르면 저온측에서 형태에 변형을 가해도 일정한 온도 이상으로 가열하면 본래의 형태로 돌아오는 현상입니다. 니켈-티탄 합금과 동-아연 합금,금-카드뮴 합금 등이 있습니다.

Answer 5

안녕하세요. 김경욱 과학전문가입니다.

형상기억합금은 결정구조 변화를 통해 형태 기억 효과를 나타내는 합금으로, 우수한 탄성과 소성 변형에 의한 기억 효과를 가지고 있습니다. 이 합금은 일정한 온도에서 특정한 결정구조를 가지며, 이 온도 이하에서는 다른 결정구조를 가지게 됩니다. 이런 특성으로 인해 합금을 구성하는 원소들이 이동하면서 결정 구조가 변화하고, 다시 원래의 형태로 돌아오면서 기억 효과를 나타내는 것입니다.

Answer 6

안녕하세요. 서정원 과학전문가입니다.

처음부터 내가 사용을 원하는 온도에서 원하는 모양으로 제조한후 다시 온도를 변화시켜 분자의 배열상태를 변화시킨후 보관했다가 그 위치(특정온도)에 설치 하여 원래 모양으로 되돌리는것이죠~

예를들어 치열교정기는 체온부근에서 제작하고

우주안테나 같은것은 우주의 온도인 극저온에서 제작한후 상온에서 구겨지게 한후 인공위성에. 탑재하고 다시 우주로 보낸후 방출하면 원래모양대로 펴지게 되는 원리죠~

Answer 7

안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.

형상기억합금은 아래와 같은 원리에 의해서 형상기억효과가 발생합니다.

- 형상기억합금의 경우 이와 다르게 금속내 결정 격자의 형태가 변하면서 원자간 결합은 그대로 보존되고, 적절한 조건에서 다시 원래 형태의 격자로 돌아가면서 변형이 풀리게 되는 원리

Answer 8

안녕하세요. 김학영 과학전문가입니다. 형상기억합금은 처음의 모양을 기억하는데, 이는 합금 내부의 마르텐사이트(Martensite) 구조와 관련이 있습니다.

형상기억합금은 일반적으로 니켈, 티타늄, 구리 등의 금속에서 만들어집니다. 이 합금은 일정한 조건에서 가열되고 냉각되면서 마르텐사이트 구조를 형성합니다. 마르텐사이트 구조는 일반적인 금속의 구조와는 달리, 석회악페라이트(Lath)와 중공성등의 특수한 모양을 갖습니다.

이후, 형상기억합금은 마르텐사이트 구조의 상태에서 원하는 형태로 가공되며, 이 형태는 열에 의해 변형되어도 유지됩니다. 그리고 다시 마르텐사이트 구조가 형성되는 일정한 온도에서 형태 기억 효과가 발생합니다. 이때, 마르텐사이트 구조는 초기의 형태로 돌아가며, 합금은 처음의 모양을 유지하게 됩니다.

이러한 원리로 형상기억합금은 다양한 분야에서 사용됩니다. 예를 들어, 의학 분야에서는 형상기억 스텐트 등의 의료기기에 활용되며, 자동차 분야에서는 형상기억 폼코어 등의 부품에 사용됩니다.

Answer 9

안녕하세요. 주영민 과학전문가입니다.

금속 물체 중에는 특정 온도에서 특정 형태를 보여주는 물체가 있습니다.

그래서 형상기억합금은 특정온도(상온)에서 특정 형태가 되도록 설계한 뒤에

혹시나 물체가 변형이 오면 다시 돌아오게 만듭니다.