جزء گروهي از آلياژهاي فلزي هستند كه اين توانايي را دارند كه اگر آنها را تا بالاي دماي ويژه اي گرم كنيم ؛ قادر به بازيابي شكل اوليه خود خواهند بود.
علوم و تكنولوژي در قرن اينده به طور قطع تاثير زيادي از مواد جديد خواهد گرفت. آلياژ هاي حافظه دار يكي از اين مواد نو هستند. اولين مشاهده ثبت شده در مورد پديده حافظه داري در سال 1932 مشاهده شد ، اما تا سال 1960 هيچ تحقيق جدي در اين زمينه انجام نشد. در سال 1962 در آزمايشگاه نيروي دريايي ايالات متحده آمريكا در حين عمليات حرارتي يك ميله از جنس Ni.Ti پديده حافظه داري در اين آلياژها كشف شد.

آلياژهاي حافظه دار ، آلياژهايي هستند كه دو مشخصه بي همتا از خود نشان مي دهند :

      ●   Shape Memory Effect ( رفتار حافظه اي )

      ●   Pseudoelastic Behavior ( رفتار شبه الاستيك )

ويژگي هاي ديگر اين آلياژها عبارت است از : مقاومت به خوردگي بالا ، مقاومت ويژه الكتريكي نسبتا بالا، خواص مكانيكي نسبتا خوب ، خستگي طولاني ، شكل پذيري بالا و قابليت انطباق با بدن. مهمترين كاربرد اين آلياژها در صنايع هوا فضا و صنايع پزشكي است.
 

اين آلياژها در بيشتر موارد شامل Ni-Ti ، Cu-Zn-Al ، Cu -Al-Ni هستند كه در اين مقاله آلياژ Ni-Ti مورد بحث است. كه اين آلياژ با نامهاي Ti-Ni ، Tee-Nee ، Nitinol معروف است. اين آلياژها در فارسي نيز با نام هاي آلياژ حافظه دار ، آلياژ خود شكل و آلياژ با حافظه شكلي ترجمه شده است. آلياژهاي حافظه دار به اختصار SMA هم خوانده مي شوند.

◄  كاربرد هاي آلياژهاي حافظه دار :

1- كاربرد با بازيابي آزاد ( استفاده از حركت ) : آلياژهاي حافظه دار در حين سرد و گرم شدن شكل اوليه خود را بازيابي مي كنند. بدون اينكه تنش بيروني از اين كار ممانعت به عمل آورد. مثل آنتن هاي سفينه فضايي

2- كاربرد با بازيابي مقيد ( استفاده از نيرو ) : به كاربردهايي اطلاق مي شود كه در آنها يك نيروي خارجي جلوي بازيابي كرنش در آلياژ را مي گيرد. در اين حالت هيچ كرنشي بازيابي نمي شود. ولي مقدار زيادي تنش ايجاد مي شود. مثل چفت و بست ها

3- كاربردهايي با بازيابي تحت فشار ( استفاده از كار ) : هم تنش و هم كرنش حين گرم شدن بازيابي مي شوند و كار مكانيكي ايجاد مي شود

4- كاربردهاي ابر كشساني ( ذخيره انرژي مكانيكي ) : رفتار الاستيك 15 برابر فولادهاي فنر است

5- خاصيت ميرا كنندگي ارتعاشات : مهار ارتعاشات در سازه هايي كه تحت ارتعاشات شديد هستند. مثل صفحات آزاد ميرا كننده ارتعاشات در سفينه هاي فضايي

◄  ساختار آلياژهاي حافظه دار :
خاصيت حافظه داري در اين آلياژها به وسيله تغير موقعيت فاز جامد است. كه در آن چيدمان مجدد مولكولي رخ مي دهد. آلياژهاي حافظه دار داراي دو فاز ثابت هستند. فاز در دماي بالا كه آستنيت ( Austenite ) ناميده مي شود. كه ساختمان آن مكعبي بوده و به علت دارا بودن تقارن بالا محكم تر است. فاز با دماي پايين كه مارتنزيت ( Martensite ) ناميده مي شود ؛ كه مي تواند به حالت دوقلويي و غير دوقلويي موجود باشد. شكل آن منوكلينيك بوده و نسبت به آستنيت تقارن كمتري دارد. فاز مارتنزيت از نوع فاز ترموالاستيك بوده كه دو خصوصيت لغزنده بودن و انرژي كم فصل مشترك را دارا است. كه با تغيير كوچك دما و تنش تغيير مي كند. بمحض سرد كردن آلياژ در نبود بارگذاري تغيير فاز از آستنيت به مارتنزيت صورت مي پذيرد كه نتيجه اين تغيير فاز قابل مشاهده ماكروسكپيك نيست. بمحض گرم كردن ماده در فاز مارتنزيت ، برگشت فاز اتفاق مي افتد. در نمودار تغيير فاز چهار نقطه اختصاصي مشخص شده است ؛ دماي آغاز مارتنزيت (M0s) كه در آن دما بسته هاي مارتنزيت شروع به بزرگ شدن مي كنند. دماي پايان مارتنزيت (M0f) كه در اين دما تغيير فاز از آستنيت به مارتنزيت به طور كامل صورت گرفته است و ما مارتنزيت داريم. دماي شروع آستنيت (Aos) كه دماي شروع تغيير فاز از آستنيت به مارتنزيت است ؛ و دماي پايان آستنيت (Aof) كه در آن تغيير فاز مارتنزيت به آستنيت كامل شده است.

 

◄  Temperature-induced phase transformation of an SMA without mechanical loading.‏
اگر بارگذاري مكانيكي روي آلياژ در فاز مارتنزيت دوقلويي انجام شود ، مارتنزيت از حالت دوقلويي خارج شده و تغيير شكل مي دهد. به محض برداشتن بار ، مارتنزيت به همان حالت باقي مي ماند. با گرم كردن آلياژ بالا تر از دماي (Aof) فاز مارتنزيت به آستنيت تغيير مي يابد. در نتيجه اين تغيير فاز ، آلياژ شكل اوليه خود را باز مي يابد. آنچه در اينجا شرح داده شد به عنوان Shape Memory Effect شناخته مي شود. اگر بارگذاري در فاز آستنيت انجام شود و ماده سرد شود ، تغيير فاز آستنيت به مارتنزيت دوقلويي نشده مشاهده مي شود. كه نتيجه آن يك كرنش ( در حدود 5-8 % ) است. ولي با گرماي مجدد و تغيير فاز معكوس ، آلياژ به شكل قبلي خود باز مي گردد. چهار نقطه اختصاصي كه در نمودار تغيير فاز - دما موجود هستند به عنوان دماي انتقال شناخته مي شوند. اين نقاط وابسته به شدت بارگذاري بوده و يك رابطه خطي بين دماي انتقال و شدت بارگذاري موجود است.

◄  Shape Memory Effect of an SMA.

ما همچنين مي توانيم تغيير فاز در آلياژ را فقط با بارگذاري مكانيكي ايجاد كنيم كه نتيجه اين عمل مارتنزيت دوقلويي نشده به همراه مقدار زيادي كرنش است. حال اگر دماي آليژ بالاي (Aof) باشد ؛ به محض عدم بارگذاري ، آلياژ به شكل اول خود باز مي گردد. بنابر اين رفتار ماده به نوعي الاستيك خواهد بود. از اين خاصيت به عنوان Pseudoelastic Behavior نام برده مي شود.
 

Pseudoelastic loading path.