형상기억합금의 특성과 이용

안녕하세요. 오늘 제가 살펴볼 물질은 바로 형상기억 합금입니다. 많은 분들에게는 익숙하지 않을 수 있습니다. 하지만 형상기억 합금은 우리 생활에서 널리 쓰이고 있으며 활용도가 좋은 합금 중 하나입니다. 신소재 형상기억 합금에 대해서 자세히 알아보도록 하겠습니다.

 

 

형상기억 합금이란?

물질을 다른 모양으로 변형시키더라도 가열하거나 냉각시켜 일정한 온도에 도달하면 다시 변형 전의 원상태 모양으로 되돌아가는 합금을 말합니다. 예를 들면 TV쇼 프로그램이나 과학 프로그램에 나오는 금속에 따뜻한 바람을 쐬어주면 피어나는 꽃이나, 철사를 코일 모양으로 구부려 놓고 끓는 물에 넣으면 다시 펴지는 마술 같지 않은 마술을 자주 보았을 것입니다. 이것은 마술이 아니라 형상기억 합금을 사용한 것입니다. 형상기억효과를 나타내는 합금으로서는 종류가 여러 가지 있는데 그중 우리가 흔히 알고 있는 합금은 바로 티타늄·니켈 합금이 대표적입니다. 티타늄·니켈 합금은 뛰어난 특성을 지니고 있지만 가공성, 성형성, 용접성, 뿐만 아니라 니켈과 티타늄의 가격 면에서 매우 비싸기 때문에 사용하는 데에 한계를 가지고 있습니다. 그렇기 때문에 값싸고 더 실용적인 형상기억 합금을 개발하기 위해 많은 연구단체에서 연구하고 있는 중입니다. 

 

형상기억 합금의 특성

형상기억 합금은 일정 온도가 되면 본래의 형태로 돌아간다는 특성 말고 또 다른 하나의 특성을 더 가집니다. 그것은 바로 강한 복원력입니다. 본래의 형태로 돌아가려고 할 때, 원래 변형했던 힘 보다 돌아갈려고 할때 5배나 많은 힘이 가해집니다.

 

형상기억 합금의 이용

형상기억 합금을 처음으로 사용한것은 1969년 아폴로11호의 안테나를 티타늄과 니켈의 합금으로 만들어 활용 한 것 부터입니다. 그 뒤 형상기억합금을 의료기기, 기계부품, 여러 방면에서 개발되고 연구되었으며 그중에서도 가장 많이 쓰이는 곳은 치아 교정용 보철기입니다. 보철기를 사용하면서 늘어나도 사람의 체온과 같은 온도가 되면 원래 모습으로 되돌아가 죄어 주는 역할을 합니다. 그뿐만 아니라 여성 속옷에서도 널리 사용되고 있습니다.세탁 시 찌그러지는 걸 체온 체온과 같은 온도에서 원래 형태로 되돌아가게 하는 성질을 이용합니다.예를 들어서브래지어와 C스트링이 있습니다. 또한 파이프의 이음쇠, 자동으로 닫히는 온실 문, 인공심장의 인공근육과 같이 그 쓰임새가 점점 늘어나고 있습니다. 쓰임새가 많기 때문에 우리나라에서도 1974년부터 계속 연구에 있고 조만간에 가공성, 내구성, 가격 등의 문제가 해결될 것으로 보입니다.

 

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