01什么是形状记忆合金？
形状记忆合金（ShapeMemoryAlloys,SMA）是一种特殊的合金，它可以在加热或卸载后恢复原来的形状，就像它有“记忆力”一样。这种现象被称为形状记忆效应（ShapeMemoryEffect,SME）。例如，你可以把一根形状记忆合金的金属丝弯曲成任何形状，然后把它放到温水里，它就会自动变回原来的直线。或者，你可以把一根形状记忆合金的眼镜框扭曲或压扁，然后戴在脸上，它就会适应你的脸型。这些都是形状记忆效应的例子。
除了形状记忆效应外，形状记忆合金还有另一个独特的性质，就是超弹性（Superelasticity）或伪弹性（Pseudoelasticity）。这种性质表现为形状记忆合金能承受比一般金属大得多的可恢复变形。例如，你可以把一根形状记忆合金的钢丝拉伸到它原来长度的两倍以上，然后松开手，它就会弹回原来的长度。或者，你可以把一根形状记忆合金的发夹压缩到很小，然后放到头发上，它就会张开并固定住头发。这些都是超弹性的例子。
02形状记忆合金是如何实现“记忆力”的？
要理解形状记忆合金的“记忆力”，我们需要了解它们内部发生的一种特殊的相变（PhaseTransition），即马氏体相变（MartensiticTransformation）。相变是物质在不同状态之间转换的过程，例如水在固态、液态和气态之间转换。马氏体相变是一种固态相变，即物质在固态时改变其晶体结构（CrystalStructure），而不改变其化学成分。晶体结构是物质中原子排列的方式，不同的晶体结构会导致不同的物理性质。
马氏体相变通常发生在某些合金中，例如钢、铜、镍、钛等。当这些合金受到冷却或应力时，它们会从高温相（Austenite）转变为低温相（Martensite）。高温相和低温相有不同的晶体结构，因此也有不同的密度、硬度、弹性等性质。例如，在钢中，高温相是面心立方结构（FCC），而低温相是体心立方结构（BCC）。面心立方结构比体心立方结构更密集、更软、更延展。因此，在钢中发生马氏体相变时，钢的体积会减小、硬度会增加、延展性会降低。
马氏体相变的特点是它是一种热弹性（Thermoelastic）的相变，即它可以在不同温度下反复发生，而不会损失能量。这就是形状记忆合金的“记忆力”的来源。当形状记忆合金在低温下受到变形时，它会从高温相转变为低温相，并且低温相的晶粒会沿着特定的方向排列，形成自容双胞胎（Self-Ac