|형상기억합금

중앙일보

입력

지면보기

종합 12면

<문>
요즘「형상기억합금」이란 용어를 쓰는데 어떻게 기억을 한다는 얘기며 또 어떤 곳에 이런 합금을 사용하게 되는가

<답>
향상기억합금의 성질은 일정한 온도열(합금의 졸유에 따라 다름)에서 어떤 모양을 만들어 주면 그 온도 이외에서는 형태를 아무리 바꾸어도 일정 온도대가 되면 다시 원래의 모슴대로 돌아가는 것을 의미한다.
금속은 원자배열이 정영하게 되어있는 오스티나이트의 상태와 원자배열이 제멋대로 되어있는 마텐사이트의 상태등 두가지가 있는데 이는 온도에 따라 원자배열이 바뀌기 때문이다.
「합금이 형태를 기억한다」 고 하지만 무생물인 금속이 모양을 기억하는 것은 아니고 온도에 따른 원자배열에서 생기게 되는 합금의특성을 「형상기억」 으로 표현한것뿐이다.
그런데 특정 합금은 오스티나이트 상태에서 어떤 모양을 만들어 준후 다른 온도 즉 마텐사이트 상태에서 그 모양을 아무리 바꿔도 다시 오스티나이트 상태가 되면 원자배열이 정연해지기 위해 원래의 모습으로 되돌아가는 것이다.
예를 들어 인듐-탈륨 합금은 섭씨 60∼1백도 사이에서 모양을 만들어 주면 다른온도에서 모양을 바꿔도 섭씨 60∼1백도 사이가 되면 원모습으로 되돌아간다. 니켈-티타늄 합금은 영하 50도∼영상 100도, 니켈-알루미늄 합금은 영하 180∼영상 100도등 오스티나이트가되는 온도들이 서로 다르다.
이런 성질을 이용하면 금속을 편리하게 쓸수 있다. 지름 수m의 우주용 그물형 안테나를 오스티나이트 온도에서 만들어 마톈사이트 온도에서 야구공만하게 꼬깃꼬깃 뭉친 다음 우주에 발사, 오스티나이트 온도가 되면 커다란 안테나의 모습으로 부푼다.
또 정형외과에서 뼈를 대신하거나 치열교정을 위해 쓰는 합금도 이 성질을 이용하면 막 꾸겨서 집어넣어도 체온에 의해 원하는 모습으로 되어 소기의 목적을 달성할 수있다.

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