记忆合金是指那些改变形状后在一定的条件下仍能恢复原形的合金,它们的成分通常是镍钛、铜锌、铜铅镍和铜金锌等．以50％的镍和50％的钛组成的“镍钛诺”应用最广,最近铜锌合金的发展也很快。

记忆合金变形超过屈服极限后,只要一加热,变形消失后会返回原来的形状,似乎对自己的原形有记忆,因此而得名．记忆合金又是一种超弹性合金,变形大大超过屈服极限后,一旦除去载荷,它能徐徐返回原形,这种超弹性现象又称为伪弹性或橡胶状弹性。

记忆合金的特性是50年代初期被发现的,金镉、铟铊合金都有这种特性．1958年美国海军军械实验室主任冶金师布勒在研究镍钛合金时,发现镍钛合金棒互相碰撞,发出喑咽而迟钝的声音,可是刚从炉子里取出的镍钛合金相撞时发出了清脆如铃的声音,这就证明温度对这种合金的组织和硬度都有很大的影响．以后布勒又弄清这种镍钛合金的记忆特性和不知疲劳的坚韧性,就把海军军械实验室的英文简写NOL 加在合金后命名,组成了“Nitinol”,这就是著名的“镍钛诺”名称的来源．1973年,美国加州劳伦斯实验室的朋克制成了第一台“镍钛诺”热机,立刻使记忆合金名扬四海。

关于记忆合金的原理现在还不十分清楚．一般认为,记忆合金由复杂的菱形晶体结构转变成简单的立方晶体结构时,就会发生形状恢复的记忆．而当记忆合金恢复原形时伴随产生极大的力,镍钛诺合金高达60 千克每平方毫米,远比最初变形时加的力大．一般说来,可达原变形的十倍,这就意味着输出的能量比输入的能量大得多．科学家对此无法解释,物理学家罗沙尔说: “热力学定律一点没有错的地方,但这些定律就是不适合于镍钛诺……”

形状记忆的温度范围可以调整,例如镍钛诺的形状记忆效应随合金中镍和钛的含量而改变．镍和钛的含量稍微提高一点,形状记忆的温度范围就提高到120℃以上,这样就能制成火灾自动报警器和自动灭火器。

目前,记忆合金已用于管道结合和自动化控制方面,用记忆合金制成套装可以代替焊接,方法是在低温时将管端内径扩大约4％,装配时套接一起,一经加热,套管收缩恢复原形,形成紧密的接合．美国海军飞机的液压系统使用10 万个这种接头,多年来从未发生漏油和破损．船舰和海底油田管道损坏,用记忆合金配件修复起来,十分方便．在一些施工不便的部位,用记忆合金制成销钉,装入孔内加热,其尾端自动分开卷曲,形成单面装配件。

记忆合金特别适合于热机械和恒温自动控制,已制成室温自动开闭臂,能在阳光照耀的白天打开通风窗,晚间室温下降时自动关闭．记忆合金热机的设计方案也不少,它们都能在具有低温差的两种介质间工作,从而为利用工业冷却水、核反应堆余热、海洋温差和太阳能开辟了新途径．现在普遍存在的问题是效率不高,只有4－6％,有待于进一步改进。

记忆合金在医疗上的应用也很引人瞩目．例如接骨用的骨板,不但能将两段断骨固定,而且在恢复原形状的过程中产生压缩力,迫使断骨接合在一起。

齿科用的矫齿丝、结扎脑动脉瘤和输精管的长夹、脊柱矫直用的支板等,都是在植入人体内后靠体温的作用启动,血栓滤器也是一种记忆合金新产品．被拉直的滤器植入静脉后,会逐渐恢复成网状,从而阻止95％的凝血块流向心脏和肺部。

人工心脏是一种结构更加复杂的脏器,用记忆合金制成的肌纤维与弹性体薄膜心室相配合,可以模仿心室收缩运动．现在泵送水已取得成功．由于记忆合金是一种“有生命的合金”,利用它在一定温度下形状的变化,就可以设计出形形色色的自控器件,它的用途正在不断扩大。