مقدمه
موادي که باعث سازگاري سازه با محيط خود مي شوند، مواد محرک ناميده مي شوند. اين مواد مي توانند شکل، سفتي، مکان، فرکانس طبيعي و ساير مشخصات مکانيکي را در پاسخ به دما و يا ميدان هاي الکترومغناطيسي تغيير دهند. امروزه پنج نوع ماده محرک به طور عمده استفاده مي شود که شامل

:1آلياژهاي حافظه دار:2 سراميکهاي پيزوالکتريک:3  مواد مغناطيسي سخت :4 مايعات الکترورئولوژکال و5:مگنتورئولوژيکال مي باشند. اين مواد از زمره مواد هوشمند محرک مي باشند. مواد هوشمند آن دسته از موادي هستند که مي توانند به تغييرات محيط به بهترين شکل ممکن پاسخ داده و رفتار خود را نسبت به تغييرات تنظيم نمايند.

آلیاژهای حافظه دار:
آلیاژهای حافظه دار گروه جدیدی از مواد هستند که اگر با ترکیب شیمیایی مشخّص تحت عملیات حرارتی مناسبی قرار گیرند ، توانایی بازگشت به شکل یا اندازه از قبل تعیین شده را از خود نشانمی دهند.
در واقع آلياژهاي حافظه داراین توانایی را دارند كه اگر آنها را تا بالای دمای ویژه ای گرم كنیم ، قادر به بازیابی شكل اولیه خود خواهند بود.
همچنین این  مواد قابلیت تبدیل انرژی گرمایی (الکتریکی) را به انرژی مکانیکی دارند واگر گرم وسرد کردن این آلیاژها با جریان الکتریکی کنترل شود؛ میتوان حرکتهای سیکلی با قابلیت تکرار در دفعات متوالی ایجاد کرد.

آلياژهاي حافظه دار دو مشخصه بي همتا از خود نشان مي دهند :

1:  Shape Memory Effect (رفتار حافظه اي)
2:  Pseudoelastic Behavior (رفتار شبه الاستيك)

ویژگی های دیگر این آلیاژها عبارت است از :
 مقاومت به خوردگی بالا ، مقاومت ویژه الكتریكی نسبتا بالا، خواص مكانیكی نسبتا خوب ، خستگی طولانی ، شكل پذیری بالا و قابلیت انطباق با بدن . مهمترین كاربرد این آلیاژها در صنایع هوا فضا و صنایع پزشكی است.
 این آلیاژها در بیشتر موارد شامل Ni-Ti ، Cu-Zn-Al ، Cu -Al-Ni هستند كه در این مقاله آلیاژ Ni-Ti مورد بحث است .
 در سال 1961 اثر حافظه داري شکل در آلياژ نيکل- تيتانيوم با درصد اتمي مساوي (50-50%) توسط بوهلر و در آزمايشگاه ناوال اوردنانس (Naval Ordanance Lab) کشف و تحت نام نيتينول (Nitinol) مشهور شد. دو حرف اول نيتينول در ارتباط با نيکل، دو حرف بعدي مربوط به عنصر تيتانيوم و سه حرف آخر در رابطه با آزمايشگاه ناول اوردنانس مي باشد.

مکانيزم اصلي که خواص آلياژهاي حافظه دار را کنترل مي کند در رابطه با تغيير کريستالي آلياژ است. به اين معني که ساختار مارتنزيتي در دماي پايين با افزايش دما به ساختار آستنيتي تبديل مي شود و در هنگام سرد کردن؛ فرآيند عکس رخ خواهد داد. بسياري از مواد، استحاله مارتنزيتي دارند اما برتري که آلياژهاي حافظه دار را نسبت به آلياژهاي ديگر متمايز مي نمايد قابليت دو قلو شدن اين آلياژ در فاز مارتنزيت مي باشد. در حاليکه مواد ديگر به وسيله لغزش و حرکت نابجائيها تغيير شکل مي يابند، آلياژهاي حافظه دار به وسيله تغيير جهت ساده ساختار کريستالهاي خود و از طريق مرزهاي دو قلوئي به تنشهاي اعمال شده، عکس العمل نشان مي دهند. اگر در اين آلياژها در دماي پائين، هنگاميکه فاز مارتنزيت حاکم است، تغيير‌فرم پلاستيکي روي ‌دهد، ساختار کريستالي دو قلو شده اي براي آلياژ ايجاد مي شود که ناشي از تغيير فرم پلاستيک مي باشد. با گرم‌کردن آلياژ تغيير فرم يافته تا دماي شروع فاز آستنيت مي‌توان شکل اوليه را بازگرداند. اين توانائي بعنوان اثر حافظه- شکل خوانده مي‌شود و حاصل از تغيير فاز مارتنزيت در دماي پائين به فاز آستنيت در دماي بالا مي‌باشد.

کاربرد آلیاژهای حافظه دار :
کاربرد اصلی این مواد ، در سه گروه عمده دسته بندی می شوند :
ــ وسایل سوپر الاستیک
ــ عملگرهای حافظه دار
ــ وسایل مارتنزیتی

* وسایل سوپر الاستیک

وسایل سوپر الاستیک در کاربردهایی که انعطاف پذیری بالا و یا قابلیت تحمل نیروی گشتاوری زیاد نیاز باشد ، مورد استفاده قرار می گیرند . این مواد توانایی جذب مقادیر زیادی از کرنش را دارند . از جمله این مواد ، آلیاژ TiـNi  می باشد که الاستیسیته آنها در حدود 10 برابر فولاد است . این مواد همچنین با یک نیروی ثابت ، محدوده وسیعی از کرنش را از خود نشان می دهند و در مقابل پیچش بسیار مقاوم هستند .
مثال هایی از کاربرد وسایل سوپر الاستیک شامل آنتن تلفن های همراه سلولار ، وسایل ضربه گیر ، قاب عینک ، سیم های ماهیگیری و فایل های کانال ریشه در دندانپزشکی می باشد .

* عملگرهای حافظه دار
در این وسایل از اثر حافظه داری برای بازیابی شکل ویژه جسم تحت دمایی بالاتر از دمای تغییر حالت استفاده می شود . از این اثر همچنین برای ایجاد نیرو و یا انجام کار استفاده می شود .
مثال هایی از این نوع کاربرد نیز شامل بست ها و اتصالات ، آندوسکوپ های فعال ، موتورهای مبدل انرژی ، فعال کننده های حرارتی ،سوئیچ های حرارتی حافظه دار، اتصال دهنده استخوان ها و استنت ها می باشد .
* وسایل مارتنزیتی
خواص بی نظیر فاز مارتنزیت در آلیاژهای حافظه دار ، آنها را به ماده مناسبی برای بسیاری از کاربردها تبدیل نموده است . استحاله مارتنزیتی به دلیل داشتن ساختار دوقلویی قابلیت بسیار خوبی برای جذب انرژی دارد . از طرف دیگرفاز مارتنزیتی در این آلیلژها مقاومت خستگی بسیار خوبی دارد و بعلاوه به راحتی تغییر فرم می دهد . در نتیجه می توان از این مواد در جذب کننده های ارتعاش ، سیم های با مقاومت خستگی بالا و ابزار جراحی با خم شدن مکرر استفاده نمود .

آلیاژهای حافظه دار قابلیت دوقلوشدن درفازمارتنزیت را دارند که این عامل باعث برتری این آلیاژها نسبت به آلیاژهای دیگر است. مکانیزم اصلی که خواص آلیاژهای حافظه دار را کنترل می کند در رابطه باتغییرکریستالی آلیاژاست.به این معنی که ساختار مارتنزیتی دردمای پایین باافزایش دما به ساختارآستنیتی تبدیل می شود.

    درپدیده ی حافظه داری،نمونه درحالت کاملا مارتنزیتی به مقدارمعینی تغییرفرم داده می شود سپس با گرم کردن نمونه وبرگشت آن بحالت آستنیتی،شکل نمونه نیزبه حالت اول خود برمی گردد.

    تغییرشکل ایجاد شده درحالت مارتنزیتی،فقط باگرم کردن به حالت اولیه قبل ازتغییر شکل بازمی گردد وچنانچه جسم را دوبارسرد کنیم تغییری درشکل آن حاصل نمی شود.به این حالت اثرحافظه داری یک طرفه گفته می شود.

    برگشت پذیری به حالت اولیه دراثرسرد وگرم کردن آلیاژهای حافظه دار دربازه ی معینی ازدما امکان پذیراست که به این حالت اثرحافظه داری دوطرفه گفته می شود.

    برای اینکه آلیاژهای حافظه دار،اثرحافظه دار دوطرفه ازخود نشان دهند نیازبه انجام عملیات ترمومکانیکی خاص برروی آنها می باشد.