다양한 신소재합금

목차

1. 형상기억합금
2. 초전도합금
3. 수소저장합금

본문내용

① 형상기억합금
* 형상기억합금이란?
형상기억합금이란 이름 그대로 형상을 기억하는 합금이다.
일반적으로 금속재료의 경우 외력이 가해져 탄성변형이 유발되었을 때 외력을 제거하면 원래의 형상으로 되돌아간다. 하지만 변형이 탄성영역을 지나면 소성변형이 발생하고 이는 외력을 제거해도 원상태로 되돌아가지 않는다. 이와같이 일반적인 금속재료는 소성변형에 의해 변형이 영원히 잔류하므로 공업적으로 널리 사용된다.
하지만 형상기억합금에서는 탄성영역을 넘어서는 외력이 작용하여 소성변형에 상당하는 변형이 남는데 이 변형은 가열함에 따라서 원래의 상태로 되돌아온다. 즉 이 합금은 일단 어떤 형상을 기억하면 여러 가지 형상으로 변형시켜도 적당한 온도로 가열하면 변형전의 형상으로 되돌아오는 성질이 있다.
이러한 형상기억합금에는 Ti-Ni계, Cu계, Fe계 등이 있으며 이들 중 Ti-Ni계 형상기억합금은 여타의 합금에 비하여 형상기억효과 및 그 안정성이 우수하여 실용화의 측면에서 가장 주목을 받고 있다. 특히 부식저항이 우수하기 때문에 형상기억효과 및 의탄성효과를 이용한 여러 가지 재료로 그 이용가치가 매우 높다.
형상기억효과는 L. C. Chang 와 T. A. Read에 의해서 Au - 47.5 at.%Cd합금에서 최초로 발견되었으며, 1964년 미국 매릴랜드주에 있는 해군무기연구소에서 우연한 기회에 Ti-Ni합금에서도 그 특성이 확인되었다. 그들은 Ti-Ni합금이 우수한 진동흡수능을 가지고 있다든지 해수에 대한 내식성이 극히 좋다는 점에서 잠수함용의 새로운 소재로서 연구를 계속하던 중 우연히 이 합금의 형상기억효과를 발견했다고 한다. Ti과 Ni을 거의 동량씩 포함하는 이 합금은 그 원소명과 연구소의 두문자를 연결하여 니티놀(NITINOL)이라고 명명했다.
이 후 많은 연구자들에 의해 이것의 마르텐사이트변태 및 형상기억특성, 고온 및 저온에서의 결정구조에 대해 연구가 진행되었으며 1969년에 해저 케이블용 관의 커플링에 사용됨으로서 처음으로 경제적으로 실용화되었고 현재 가정용 기구, 산업용 기구, 의료용 기구등에 널리 이용되고 있다.

참고 자료

http://gshp.gsnu.ac.kr/~smalab/sma-6.htm 경상대학교 금속재련공학과 기능재료실험실
금속계신소재 : 선학출판사 장승헌저 193~207p
http://anu.andong.ac.kr/~jhahn/jha/memo.htm
http://www.ipowerfc.com/upfile/