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地球上除人脑具有记忆功能和思维能力外 ， 还有某些比较高级动物的动物头脑也具有记忆能力 。 随着信息技术走进生活 ， 我们可以将需要记住的信息变成信号 ， 输入到电脑（存储器）中储存起来 ， 用的时候再去找出来 ， 然而 ， 大家能想象到金属、陶瓷、纤维也会有记忆功能吗？当受到外界的变形后 ， 这些材料还能够记得自己原来的形状 ， 下面我们就来深入了解这类形状记忆材料 。
*1记忆材料的发现
1932年 ， 瑞典人奥兰德首次在金镉合金中观察到“记忆“效应 ， 而最早关于形状记忆材料的报道则是 Chang及 Read等人在1952年作出的 ， 当金锡(Au 一Cd)合金的形状被改变之后 ， 一旦加热到一定温度时 ， 它又可以魔术般地变回到原来的形状 。 1962年 ， 美国海军的一个研究小组从仓库领来一些镍钛合金丝做试验 ， 他们发现这些合金丝弯弯曲曲 ， 使用起来很不方便 ， 于是就把它们一根根拉直 。 之后 ， 奇怪的现象发生了 ， 他们发现 ， 当温度升到一定的数值时 ， 这些已经拉直的镍钦合金丝突然又恢复到原来的弯曲状态 ， 这一现象引起了他们的兴趣 ， 于 是反复做了试验 ， 结果证实了这些细丝确实具有这种回弹的“记忆”功能 。 他们的这一发现 ， 引起了科学界的极大兴趣 ， 大量科学家开始对此现象进行深入研究 。 后来发现铜锌合金、铜铝镍合金、铜钥镍合金、铜金锌合金等众多合 金也具有这种奇特的本领 。 这些合金的“改变一恢复”可以多次重复 ， 不管怎么改变 ， 它们总是能记忆自己当时的形状 ， 人们把这种合金叫做形状记忆合金 。
形状记忆材料的开发迄今不过20余年 ， 但由于其特殊性能和在各领域的应用 ， 已经广为世人所瞩目 。 现在的形状记忆材料更加智能化 ， 在外力作用下变形后 ， 可以根据需要在热、光、电等物理或化学刺激下 ， 使其恢复到初始形状 。
*2形状记忆合金
具有形状记忆效应的材料广泛存在于金属、陶瓷和聚合物等材料中 。 形状记忆合金是记忆材料中最早发现和被广泛应用的一种， 在记忆材料中一直处于主流地位 。
图1 形状记忆合金分类 a单向形状记忆；b双向形状记忆；c全方位形状记忆
形状记忆现象的产生主要是由相变引起 ， 大部分形状记忆合金相变是热弹性 ， 即低温时在外力作用下变形 ， 高温时金属发生自动恢复 。 一般称高温相为母相(奥氏体) ， 低温相为马氏体 相 。 将母相在低温下经外力变形 ， 再重新加热时马氏体会逐渐消失 ， 随后样品完全恢复母相形状 ， 这种现象称为单向形状记忆（图1a）；有些合金不但对母相有记忆效应 ， 而且再次冷却时它还会自动恢复原马氏体 的形状 ， 这种现象称为双向形状记忆（图1b）；第三种形状记忆效应最初是在Ti一Ni 合金中发现的 ， 这种Ti-Ni合金在冷热循环过程中 ， 形状可恢复到与母相刚好相反的形状 ， 这种现象为全方位形状记忆（图1c） 。 至今为 止发现的记忆合金体系Au一Cd、Ag一Cd、Cu一Zn、Cu一Zn一Al、Cu一Zn一Sn 和Fe一Mn一Si等多种 。
Ti一Ni合金是迄今为止发现的形状记忆合金中记忆特性最好的一种 。 这种合金在热循环或外力作用下循环性能比较稳定 ， 反复循环的寿命比较长 ， 合金的平均晶粒大小只有数十个微米 ， 因此它不容易产生破裂 ， 成形性能比较好 。 如果Ti一Ni合金的平均粒径尺寸再减少一个数量级 ， 达到几个微米 ， 则可使其反复循环的寿命更长 ， 强度更大 ， 形状回复效率更高 。
在后来的研究中发现 ， 形状记忆合金中马氏体相变 ， 不仅可以由温度引起 ， 也可以由外力等其他因素引起 ， 由外引起的相变叫做应力诱发相变 。 记忆合金以其良好的记忆性能、超弹性功能及良好的生物相容性 ， 在生物医学领域有着广泛的应用 。 近几年来 ， Ni一Ti形状记忆合金在医学中的应用 领域不断扩大 ， 其潜在的应用前景已受到了人们的广泛关注 ， 尤其表现在各种管道狭窄部位的形状记忆支架的研制与开发方面 。 Ni一Ti形状记忆合金内支架可在体内长期处于超弹性状态 ， 弹性力不随变形量的增加而增加 ， 而可恢复变形量大 ， 变形抗力适中 ， 疲劳性好 ， 利用材料的形状记忆功能可使支架制成可取回式的 ， 这些都是其他材料所不能比拟的 。 动物试验表明 ， 抛光的Ni一Ti 形状记忆合金支架与同样设计的不锈钢支架相比 ， 血栓性明显降低 。 目前 ， 临床初期试验结果显示 ， Ni一Ti形状记忆合金支架对于大直径血管病变和非理 想病变治疗非常有效 ， 这已成为当前重点研究方向 。
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