Сплавы с эффектом памяти

Эти сплавы стали известны относительно недавно – первые упоминания о них появились в 1930-х годах, а наиболее широко о них стало известно только к 70-м годам. Самым известным сплавом с эффектом памяти является нитинол – сплав из примерно равного количества никеля и титана. При нагревании до определённой температуры деформированное изделие из такого сплава возвращается в исходную форму. Это всё более активно используется в промышленности. Например, создаются соединительные втулки, которые сжимаются при низкой температуре, а при комнатной расширяются, давая в итоге соединение, которое намного прочнее сварочного.

Внутренняя структура нитинола и подобных сплавов является уникальной и носит название «мартенсит». В деформированных частях изделия возникают внутренние напряжения, которые стремятся вернуть структуру к первоначальному состоянию. Это можно отдалённо сравнить с резиновым изделием, например ручным эспандером: стоит только его сжать, как он начнёт сопротивляться сжатию, а если ладонь разомкнуть, он тут же вернётся в прежнее состояние. Нитинол, фактически, является не обычным сплавом, а так называемым интерметаллидом, так как количество атомов никеля и титана равно друг другу. Связи между атомами двух металлов упорядочиваются, что и приводит к «запоминанию» формы. Чтобы изделие из нитинола «запомнило» свою форму, его нужно предварительно довести до красного каления.

Вообще интерметаллиды отличаются от обычных сплавов множеством уникальных свойств, что также объясняется их химическим составом. Почти все интерметаллиды хрупкие, так как связь в их кристаллических решётках ковалентная или ионная, а не металлическая. Некоторые из компонентов таких соединений ведут себя очень активно. Например, интерметаллид, содержащий цинк и никель, при нагревании до температуры свыше 1000 градусов взрывается.

Нитинол был открыт в 1948 году советскими металлургами Курдюмовым и Хандорсоном. В течение многих лет после этого они изучали эффект, производимый полученным ими сплавом, и в 1980 году этот эффект был официально признан научным открытием. Он получил название «эффект Курдюмова». Однако само это явление было открыто раньше, когда Арне Оландер из Швеции впервые отметил это свойство у золото-кадмиевых сплавов. Позднее были обнаружены и другие соединения, обладающие эффектом памяти формы.