[화학공학] 형상 기억 합금

목차

Ⅰ.스마트재료(Smart materials)
1.개요
2.수동형스마트재료(passively smart materials)
3.능동형스마트재료(actively smart materials)

Ⅱ.형상기억합금의 개요
1.형상기억효과(SME)
2.초탄성효과
3.그외 특성

Ⅲ.형상기억힙금의 이론
1.형상기억합금의 역사
2.일반원리
3.Hysteresis
4.형상기억효과
5.초탄성효과(Superelastic)
6.형상기억과 초탄력성질의 한계

Ⅳ.생체재료로서의 SMA
1.생체재료로서의 TiNi

Ⅴ.SMA의 응용

Ⅵ.전망

본문내용

Ⅰ. 스마트 재료(Smart materials)

1. 개요
스마트 재료는 인텔리전트 재료와 유사한 개념으로 외부 환경변화에 따라 반응할 수 있는 재료를 말한다. 스마트 재료는 기존의 재료들이 단지 주어진 환경변화를 수동적으로 견딘다는 한계를 넘어서 생물체처럼 환경에 반응한다는 점에서, 앞으로 급격한 산업환경변화에 따른 요구를 만족시킬 수 있는 특성을 가질 것으로 기대되고 있다. 사실 스마트 재료의 원리는 환경에 따라 움직이며 적응하는 생명체의 특징을 모방한 것이다.

스마트 재료는 크게 수동형 스마트 재료와 능동형 스마트 재료로 나누어 볼 수 있고, 이중 후자는 환경 변화를 감지할 수 있는 센서와 반응할 수 있는 액츄에이터로 구성되어 있다. 스마트 재료의 응용분야는 무척 많은데, 그중 일부를 간추리면 다음과 같다.

∙혈당량을 측정하고 인슐린 펌프를 작동하는 스마트 의료기
∙나르는 속도와 받는 압력에 따라 모양을 바꾸어, 연료를 적게 쓸 수 있도록 하는 스마트 비행 기 날개
∙오줌에 있는 요소를 검사하여 건강상태를 알려주는 스마트 변기
∙우주에서 중력이 없어짐에 따라 나타나는 문제를 보상해줄 수 있는 스마트 구조
∙사람의 활동이나 기후에 따라 알맞게 반응하는 주택용 전자색채유리(electrochromatic window)
∙강한 스맷싱이나 드롭샷을 할 때마다 적절히 반응하는 스마트 테니스 라켓
∙전기장에 반응하는 스마트 근육
∙형상기억 합금으로 만든 스마트 치과재료
∙소음을 잡아내고, 그 원인을 제거하여 잠수함이나 배가 적의 레이더에 감지되지 않도록 하는 스마트 추진력 시스템
∙독성물질을 감지하여 제거하는 스마트 정수기 시스템

한편, 현재까지 스마트 재료가 가장 많이 개발, 응용된 곳은 자동차 분야이다. 그러나 앞으로 자동차 뿐만 아니라 다른 여러 분야에서도 더 많은 시스템이 개발될 것이다.
2. 수동형 스마트 재료(passively smart materials)
수동형 스마트 재료는 외부 환경이 달라짐에 따라 적당한 방법으로 반응하는 재료를 말한다. 이 재료는 자기가 갖는 특성을 향상시키기 위해 외부 장(external force)이나, 힘, 또는 피드백 시스템을 갖고 있지 않다는 점에서 능동형 스마트 재료(actively smart materials)와 다르다.

참고자료

· http://www.aist.go.jp/MEL/soshiki/buturi/system/yoshida/smaunit/SMAunit-e.htm
· http://www.ynl.t.u-tokyo.ac.jp/publications/papers95/IEEE95/nakamura/main.htmlhttp://www.sma-inc.com/SMAPaper.html
· http://herkules.oulu.fi/isbn9514252217/html/x317.html
· http://www.cim.mcgill.ca/~grant/movie2.gif