형상기억합금은 어떤 원리로 예전의 형태를 생성하는 것인가요?
방금 우주선에 관한 내용을 다룬 유튜브 영상을 봤는데,
형상기억합금으로 우주에 보낼 안테나를 제작한다고 들었습니다.
형상기억합금은 어떤 원리로 예전의 형상을 기억(?)하는 것인가요?
안녕하세요. 이원영 과학전문가입니다.
그 이유는 일반적인 금속은 형태가 변형될 때 원래 금속 간 결합이 풀려서 내부 원자랑 이동하면서 새로운 결합이 생성되어 변형된 형태로 고정이 되지만,
형상기억 합금이 주어진 형상을 원자 배열로서 기억(보존)하고 있는 상태로 금속 내 결정격자의 형태가 변합니다.
하지만 다시 조건(고온 등)이 되면 다시 원래의 원자 배열로 재배열하면서 원래 형태의 격자로 돌아오면서 변형이 풀리기 때문입니다.
현재 니타놀(니켈-티타늄 합금)이 이런 형상을 기억하는 것이 우수해 실용화되어 있지만 금액이 비싸다는 단점이 있습니다.
안녕하세요. 김민규 과학전문가입니다.
형상기억합금의 경우 일정한 온도를 넘은 열을 가하게 되면 원래의 형상으로 돌아가는 성질이 있습니다.
그 이유는 해당 금속의 경우 가열에 의한 변형에 의해 결정 속의 원자배열을 변화시키기 때문입니다.
안녕하세요. 김학영 과학전문가입니다.용해되어 있는 금속 결정 구조가 온도 변화에 따라 불규칙적으로 변화하는데, 그 중 일부 결정 구조가 특정한 온도에서 안정되면 그 때의 형태를 기억하게 되기 때문입니다.
안녕하세요. 박병윤 과학전문가입니다.
원리를 간략히 말하자면, 고온의 모상과 저온의 마르텐사이트상에서 결정배형이 현저히 달라 저온측에서 형태에 변형을 가해도 일정한 온도(역변태 온도)이상으로 가열하면 본래의 형태(모상)으로 돌아오는 현상입니다.
형상기억합금의 원리가 정확히 규명은 안되었지만 합금을 구성하는 결정구조와 관련된것으로 추측된다고 합니다.