形狀記憶合金屬于形狀記憶材料的一類，它具有在特定的激勵(如溫度)下“記憶”或保留原有形狀的能力，由于其獨特和優(yōu)越的性能，近年來將其作為一種新型驅動器引起了人們的極大關注和興趣。它的形狀記憶能力有三種不同形式：

第一種是單程形狀記憶效應，即在常溫下受到機械載荷作用而變形，加熱后又恢復原狀，但冷卻后不會恢復到加熱前的形狀；

第二種是雙程形狀記憶效應，即在高溫和低溫下都會恢復原狀；

第三種則是超彈性，即在特定溫度范圍內，施加機械載荷發(fā)生變形后馬上恢復原狀，但維持超彈性狀態(tài)需要持續(xù)供應能量（保持溫度在特定范圍內）。

形狀記憶合金驅動器正是利用形狀記憶效應將恢復形狀產生的巨大位移與回復力作為驅動執(zhí)行元件運動的原動力。形狀記憶合金驅動器相比其他MEMS驅動器具有許多優(yōu)勢，三種常見功能材料特性對比如下表所示。

表1 三種常見功能材料驅動器的特性比較

從表中可以看出，與磁致伸縮和壓電驅動器相比，NiTi形狀記憶合金驅動器的變形能力最突出，因此它具有較大的驅動位移；它的工作應力和斷裂應力最大，意味著形狀記憶合金材料可以承受更高的過載，它的強度可以勝任要求更高的驅動元件與結構；同時它的能量密度非常高，遠大于其他兩種功能材料，結合它自身獨特的形狀記憶特性，因此在變形回復過程中可以提供相當大的驅動力；另外，形狀記憶合金的形狀記憶效應背后的物理現(xiàn)象與尺寸無關，說明其在微納尺寸下也可以擁有良好的形狀記憶特性。

形狀記憶合金早在上世紀70年代就在美軍的F-14戰(zhàn)斗機中被使用，它主要用于液壓管路上的聯(lián)軸器，之后形狀記憶合金驅動器的獨特性能引起了航空航天領域的廣泛關注，下圖1標出了形狀記憶合金在航空領域的現(xiàn)有應用與潛在應用。

在現(xiàn)代車輛中，對于車輛的安全性、舒適性、高性能的需求日趨增加，也導致了傳感器和驅動器在汽車內的應用需求急劇增長，給新興的形狀記憶合金提供了更廣泛的應用空間，圖2標出了現(xiàn)代車輛中潛在的形狀記憶合金應用。

審核編輯 ：李倩