Utilisations des alliages à mémoire de forme

　　L'alliage à mémoire de forme, grâce à sa capacité de restauration supérieure à un million de fois, est souvent appelé « alliage vivant ». C'est précisément parce que l'alliage à mémoire de forme est un « alliage vivant » que l'utilisation de ses changements de forme à une certaine température permet de concevoir une grande variété de dispositifs de contrôle automatique, et ses applications ne cessent de s'étendre.

　　Applications mécaniques

　　L'alliage à mémoire de forme est très largement utilisé. Par exemple, les goupilles de fixation, les raccords de tuyaux dans la mécanique, les détecteurs d'incendie, les connecteurs, la brasure de circuits intégrés dans les appareils électroniques, les valves cardiaques artificielles, les tiges de redressement de la colonne vertébrale, la réparation et la chirurgie esthétique du crâne, l'orthodontie et la chirurgie de réparation de la mâchoire en médecine, etc. Il jouera également un rôle magique dans les satellites de communication, les téléviseurs couleur, les contrôleurs de température et les jouets, et deviendra un nouveau matériau dans les domaines de la navigation moderne, de l'aéronautique, de l'astronautique, des transports, du textile léger, etc. L'alliage à mémoire de forme a déjà été utilisé dans la connexion de tuyaux et le contrôle automatique. Des manchons en alliage à mémoire de forme peuvent remplacer le soudage. La méthode consiste à dilater complètement les extrémités des tuyaux d'environ 4 % à basse température. Lors du montage, ils sont assemblés. Une fois chauffés, les manchons se contractent et retrouvent leur forme d'origine, formant ainsi une connexion étanche. Le système hydraulique des avions de la marine américaine utilise 100 000 de ces raccords, et il n'y a jamais eu de fuite ou de dommage au cours de toutes ces années. La réparation des tuyaux des navires et des champs pétrolifères sous-marins à l'aide de pièces en alliage à mémoire de forme est très pratique. Dans certains endroits difficiles d'accès, des goupilles en alliage à mémoire de forme sont utilisées. Elles sont insérées dans les trous et chauffées, et leurs extrémités se replient automatiquement pour former un assemblage unilatéral.

　　Applications médicales

　　L'application de l'alliage à mémoire de forme en médecine est également remarquable. Par exemple, les plaques osseuses utilisées pour la réparation osseuse peuvent non seulement fixer les deux segments d'os fracturés, mais aussi exercer une force de compression lors de la restauration de leur forme d'origine, forçant ainsi la consolidation des os fracturés. Les fils orthodontiques, les clips pour le traitement des anévrismes cérébraux et des canaux déférents, les plaques de redressement de la colonne vertébrale, etc., sont activés par la température corporelle après leur implantation dans le corps. Le filtre à caillots sanguins est également un nouveau produit en alliage à mémoire de forme. Une fois implanté dans la veine, le filtre, initialement étiré, reprendra progressivement sa forme de réseau, empêchant ainsi 95 % des caillots sanguins d'atteindre le cœur et les poumons.

　　Le cœur artificiel est un organe plus complexe. Associées à une membrane ventriculaire élastique, les fibres musculaires en alliage à mémoire de forme peuvent imiter le mouvement de contraction du ventricule. Le pompage de l'eau a déjà été réussi.

　　L'alliage à mémoire de forme étant un « alliage vivant », l'utilisation de ses changements de forme à une certaine température permet de concevoir une grande variété de dispositifs de contrôle automatique, et ses applications ne cessent de s'étendre.

　　Applications dans les technologies spatiales

　　L'application la plus encourageante de l'alliage à mémoire de forme se situe dans le domaine spatial. Le 20 juillet 1969, le module lunaire d'Apollo 11 a atterri sur la Lune, réalisant le rêve du premier voyage de l'homme sur la Lune. Après avoir atterri sur la Lune, les astronautes y ont placé une antenne hémisphérique de plusieurs mètres de diamètre pour envoyer et recevoir des informations vers la Terre. Une antenne de plusieurs mètres de diamètre a été transportée dans le petit module lunaire jusqu'à l'espace. L'antenne était faite d'un alliage à mémoire de forme, alors récemment inventé. Un matériau en alliage à mémoire de forme extrêmement fin est d'abord fabriqué selon les spécifications requises dans des conditions normales, puis sa température est abaissée pour le comprimer en une boule, avant d'être placé dans le module lunaire et envoyé dans l'espace. Une fois placé sur la surface lunaire, la température augmente sous l'effet du soleil. Lorsqu'elle atteint la température de transformation, l'antenne « se souvient » de son aspect d'origine et se transforme en une énorme forme hémisphérique.

　　Autres applications

　　Actuellement, l'effet de mémoire de forme et la superélasticité sont largement utilisés dans divers domaines médicaux et de la vie quotidienne. Par exemple, la fabrication de filtres à caillots sanguins, de tiges de redressement de la colonne vertébrale, de plaques osseuses, de prothèses articulaires, de soutiens-gorge pour femmes, de cœurs artificiels, etc. Ils peuvent également être largement utilisés dans divers dispositifs de réglage et de contrôle automatiques. Les films et les fils à mémoire de forme pourraient devenir le matériau idéal pour les futurs microrobots et manipulateurs. Sa légèreté, sa haute résistance et sa résistance à la corrosion en font un matériau très prisé dans divers domaines.

　　Un alliage de nickel-titane préformé en forme de « ICE », même s'il est accidentellement déformé, retrouvera immédiatement sa forme d'origine après un simple trempage dans de l'eau chaude.

　　Un alliage composé à moitié de nickel et à moitié de titane, préformé, cuit lentement à 400 degrés Celsius pendant dix minutes, peut conserver cette forme de manière permanente (appelée alors forme austénitique à haute température).

　　La raison principale est que, lors du chauffage lent, chaque atome métallique a suffisamment de temps pour combler chaque espace. L'arrangement est alors le plus compact. Ce type d'alliage solide est commercialisé sous le nom d'alliage à mémoire de forme. Si un alliage à mémoire de forme est déformé en raison de facteurs externes (la configuration arbitrairement déformable est appelée martensite), c'est-à-dire qu'il se produit des espaces dans la forme cristalline, un léger chauffage au-dessus de la température de transformation permettra de combler ces espaces, c'est-à-dire de restaurer la forme d'origine. Ce processus est appelé mémoire de forme.

　　Fixateur interne de colonne vertébrale en métal à mémoire de forme