§ 5. Пророки древние и современные

Американский ученый, доктор Симон, занимающийся применением сплавов с памятью формы в медицине, считает, что это свойство было известно еще в библейские времена. Согласно библейской легенде Господь однажды приказал пророку Моисею бросить на землю жезл, который тот держал в руке, и жезл тут же превратился в змея. Господь велел Моисею схватить змея за хвост, и змей снова превратился в жезл в его руке. Не будем относиться к этой истории серьезно, но внешне эволюция формы жезла действительно очень сходна с тем, что происходит с запоминающими сплавами.

Современная история вопроса начинается, пожалуй, с 1932 г., когда известный металлофизик Оландер на собрании Шведского металлургического общества сообщил о "резиноподобном поведении" сплава золота с кадмием. Он впервые столкнулся с необычным явлением, которое мы теперь называем сверхупругостью, но причины его еще долгое время оставались неясными.

Рис. 64

В 1948 г. один из крупнейших советских металлофизиков академик Г. В. Курдюмов предсказал, а уже в следующем году вместе со своим сотрудником Л. Г. Хандросом экспериментально обнаружил новый тип внутренних превращений в сплавах. Нам придется разобраться, в чем суть этих превращений, поскольку, как выяснилось позже, именно они ответственны за проявление сверхупругости и ЭЗФ в сплавах, в которых эти эффекты выражены наиболее ярко. В 1980 г. это было признано открытием и его авторы получили соответствующий диплом, а само явление - название "эффект Курдюмова".

Всего через два года после опубликования работ Г. В. Курдюмова, в 1951 г., американские ученые Чэн и Рид обнаружили, что сплав золота с кадмиехм, который теперь называют сплавом Оландера, помимо сверхупругости способен проявлять и ЭЗФ. А в 1958 г. на Всемирной выставке в Брюсселе уже демонстрировался примитивный двигатель со стержнем из этого сплава, построенный именно по той схеме, которую мы рассмотрели (рис. 63).

Однако все эти изыскания до 1963 г. воспринимались многими как нечто экзотическое, не имеющее никакого прикладного значения; красивые фокусы и ничего более. 1963 год стал переломным, отношение к эффектам запоминания формы и сверхупругости резко изменилось. Сотрудники лаборатории военно-морской артиллерии США Бюлер и другие, ведя планомерный поиск сплавов, обладающих высокой стойкостью против коррозии, натолкнулись на сплав никеля с титаном с приблизительно равным содержанием этих двух компонентов. Каждый из двух металлов хорошо сопротивляется коррозии, и сплав получился в этом отношении отличным. Кроме того, оказалось, что он имеет высокую прочность и пластичность. Но вовсе неожиданным и замечательным было то, что он проявлял ярко выраженную способность к запоминанию формы, или сверхупругость, или и то и другое вместе. Величина аномальной деформации, которая исчезала при разгрузке (сверхупругость) или при нагреве (память), составила как раз около 10%.

Это было редчайшей удачей. Никель и титан значительно дешевле и доступней, чем, например, сплав Оландера, в котором около половины - золото. Сочетание же свойств нового сплава было удивительно благоприятным. Его назвали нитинол: "ни" и "ти" - символы компонентов сплава Ni и Ti, а "нол" - первые буквы названия лаборатории, где работали авторы. С тех пор и начался "нитиноловый бум", хотя практическое применение нашли и некоторые другие сплавы, проявляющие ЭЗФ.