가. 형상기억합금이란? <구부리거나 모양이 변한 금속을 원래의 모양으로 만들 수는 없을까?>
금속에 다른 원소를 한가지 이상 첨가하여 금속의 성질을 개선한 것을 합금이라고한다. 형상기억합금은 니켈(Ni)과 티탄(Ti)을 용융하여 이들 두 금속을 일정한 비율로 섞은 것이다.
이 합금은 어느 정해진 온도에서 형태를 만들어 놓은 후, 낮은 온도나 높은 온도에서 형태를 구부리거나 변형시켜 놓아도 일정온도(정해진 온도)가 되면 원래의 모양으로 되돌아가는 합금이다. 이것을 형상기억효과라고 한다.
나. 형상기억합금이 왜 원래의 형태로 돌아가는 걸까?
니켈(Ni)과 티탄(Ti)합금은 높은 온도에서 특별한 결정구조를 가진다. 이것의 온도가 낮아지면 결정구조가 변하는데 외부의 힘으로 간단하게 그 모양을 바꿀 수 있다. 다시 열을 가하면 특별한 결정구조로 되돌아가기 때문에 모양도 원래의 형태로 변하게 된다.
다. 형상기억합금은 어디에 사용될까?
1) 치아 고정용 스프링 : 끝이 닫힌 상태에서 흔들리는 치아 양측에 끼워 넣은 후 체온이 가해지면 끝이 둘로 벌어져 치아를 교정해준다.
2) 마이크로 로봇 : 가열하면 수축, 온도를 내리면 늘어나는 특성을 이용해서 로봇의 관절 부에 사용된다.
3) 전차선 이상발열 검출센서 : 전차선에 평행하게 부착되어 있는 형상기억합금의 센서가 이상 발열 상태가 되면 U자형으로 변형된다. 지상에서 눈으로 쉽게 이상 발열상태를 알 수 있다.
4) 휴대전화의 안테나 : 형상기억합금을 사용한 휴대폰 및 PCS의 안테나는 그 우수한 탄성과 내구성으로 부러지거나 휠 염려가 없어 널리 사용되고 있다.
5) 안경후레임 : 가볍고 부드럽고 착용 감이 뛰어나다. 스포츠를 하는 중에 외력을가해 변형되어도 바로 원래의 형태로 돌아와, 성장하는 어린이용 안경에 좋다.
6) 핸드백, 가방: 핸드백, 가방의 형태를 유지하기 위해 사용된다.
위에 올려놓은 자료는 형상기억합금의 용도나 탐구학습 자료 내용으로 되어있습니다. 받아서 풀어쓰시기 바랍니다. 궁금한 것이 있으면 e-mail(dong6829@netian.com)로 문의하시기 바랍니다.
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