有些合金为什么具有记忆能力

当你听到这个问题时，一定会感到惊讶：只听说过人和动物有一定的记忆能力，没有听说过无生命的合金也有记忆能力。不信，请看下面两个例子。

在一条平坦宽阔的公路上，一辆豪华的高级小轿车紧跟着一辆载满货物的大卡车。当行驶到弯道时，大卡车突然来了个急刹，小轿车司机也赶忙刹车，但为时已晚。只听到“咣”的一声，小轿车的前挡板撞到大卡车的后挡板上，小轿车那光滑明亮的前挡板被撞瘪了一大块。这时，从小轿车里走下一个中年人，手里拿着一个不锈钢的保温瓶来到车前，打开瓶盖，朝被撞瘪的挡板上慢慢地倒些开水，瘪下去的挡板渐渐地鼓了起来。不一会儿，奇迹出现了，被撞瘪的挡板竟然恢复了原状。中年人上了车，小轿车又行驶在宽阔的公路上。

美国科技人员从材料仓库中领取了一圈钛镍合金丝，他们把卷曲的钛镍合金丝拉直，当把拉直的铋镍合金丝靠近火焰时，奇怪的事情发生了：合金丝好像有记忆力似的，又恢复到原来卷曲的形状。这些合金为什么能记住自己原来的形状呢？

科学上，把那些能够记忆自己原来形状的合金称为形状记忆合金。所谓形状记忆合金，是指在一定温度范围内有一定的形状，且在其内部具有与该形状相适应的一种特殊的可逆结构。当记忆合金受到强烈撞击时，外力的强迫作用导致它的形状发生变化。内部的原子也被迫离开自己原来的位置，暂时迁移到邻近的另一个位置上“安家落户”。此时，合金内部处于一种不稳定的晶体结构。但若把产生形变的记忆合金加热，由于合金内部的原子获得了恢复原来形状所需要的能量，原子就会争先恐后地退回原来的位置。因而变形的合金就又恢复了原状。此时，合金内部处于一种稳定的晶体结构。由此可见，具有记忆能力的合金和它们的内部特殊结构有关系。

形状记忆合金具有广泛的用途。目前，形状记忆合金被广泛应用于人造卫星和宇宙飞船的天线、水暖系统、防火门和电路的自动控制开关、机器人的肢体、飞机液压系统的管道接头和牙齿矫正等医疗材料。例如，科学家用钛镍合金制成机器人的肢体和手臂，这种合金会随着温度的变化，上下左右转动，显得十分灵活，如同人的肢体一样。

除钛镍合金具有记忆能力外，金镉合金、铜铝镍合金等也具有类似的记忆能力。

【想一想】

人们利用形状记忆合金做成铆钉。用于铆接有关材料。其制作和使用方法如下：先将形状记忆合金加工成铆钉。冷却后将铆钉头加工成铆钉杆身一样粗细的圆棒，在低温下插入需要铆接的材料孔，然后对其略微加热，铆钉头就恢复记忆，重新胀大，死死地咬住需要铆接的材料。试问该过程发生的是物理变化还是化学变化？并说明理由。