معرفی و کاربرد مواد آلیاژ حافظه دار

آلیاژهای حافظه دار
آلیاژهای حافظه دار یا آلیاژهای هوشمند که به اختصار SMA هم خوانده می شوند یکی از مهمترین زیر مجموعه های مواد هوشمند می باشند. در تعریف این مواد باید گفت که به دستهای از مواد گفته میشوند که قابلیت بازیابی به شکل اولیه خود را در صورت قرار گرفتن در معرض محرک های خاصی همانند تغییرات ترمومکانیکی یا تغییرات مغناطیسی را دارند و در واقع قابلیت تغییر ریز ساختارهای کریستالوگرافی خود در واکنش به تحرک های چون تنش و حرارت را دارند. آلیاژهای حافظه دار دارای دو نوع ساختار کریستالوگرافی اند، فاز آستنیت یا فاز دمای بالا و فاز مارتنزیت یا فاز دمای پایین هستند میباشد و در حقیقت یک استحاله فازی بین این دو فازاست که موجب تغییرات ساختاری در این مواد را به وجود می آورد (Alaneme et al., 2022).
تاریخچه آلیاژهای حافظه دار
در مورد تاریخچه پیدایش آلیاژهای حافظه دار بصورت رسمی بهتر از کمی به سالهای قبل تر برگردیم که دانشمند بزرگ المانی یعنی ادولف مارتنز با معرفی و شناسایی انواع ساختارهای فلزی در فولاد و مطابق ان کشف ساختار مارتنزیت گامهای اولیه برای اکتشاف مواد آلیاژهای حافظه دار را مهیا کرد. ولی آلیاژ حافظه دار اولین بار توسط آرنی اولاندر در سال 1932 کشف شد. اولاندر متوجه رفتار شبه الاستیک در آلیاژهای طلا و کادمیوم شد. پس از آن در سال 1938گرینگر و همکاران شان، آزمایشات دمایی برروی آلیاژهای مس و روی انجام دادند و طی این آزمایشات تشکیل و ناپدید شدن حالت مارتنزیت را در این آلیاژ مشاهده کردند. اصطلاح حافظه دار اولین بار توسط ورنن در سال 1941 ، برای مواد پلیمری دندان تشریح گردید. اما اولین گزارشات رسمی در مورد خواص آلیاژهای حافظه دار در سال1951 توسط چنگ و رید منتشر شد. در این گزارشات به برگشت پذیری بودن استحاله مارتنزیت در این آلیاژها اذعان شده بود. در دهه 1961میلادی بوهلر و همکارانش در آزمایشگاه نیروی دریایی ایالات متحده در مریلند خواص آلیاژهای حافظه دار را درآلیاژ نیکل-تیتانیوم مشاهده کردند. نتیجه تحقیقات آنها منجر به تحولی عظیم در زمینه آلیاژهای حافظه دار شد که این آلیاژها با نام تجاری نایتینول شناخته شدند(Buehler et al., 1963). پس از آن تلاش های زیادی جهت تولید آلیاژهای دیگری با این خواص انجام شد اما با وجود گذشت سالها از این کشف نایتینول همچنان به عنوان پرکاربردترین آلیاژ حافظه دار مطرح است. اولین موفقیت تجاری برای کاربرد SMA، مربوط به رایچم شرکت کروفیت در سال 1974 برای جنگنده های اف 14 ساخته شده توسط شرکت هوا فضای گرومن بوده، این موضوع در پلهای ارتودنسی توسط جورج ب. آندرسون نیز در سال 1971 مورد استفاده قرار گرفت. از دهه 1980،کاربردهای تجاری آلیاژ NiTi در زمینه های زیادی توسعه یافت و این به دلیل تقاضا برای سبک تر شدن وزن آن مخصوصا در بخش پزشکی بوده است. 

 اشکال یا انواع دیگر مواد حافظه دار
فرم ها یا انواع دیگر مواد حافظه دار به دلیل برخی محدودیتهای آشکار یا معایب SME مورد بررسی قرار گرفته اند، مانند هزینه تولید بالا، تغییر شکل بازیابی محدود، دمای عملیاتی محدود و پهنای باند کم. برخی از مواد حافظه دارها می توانند در فرم ها و انواع متعددی طبقه بندی شوند، به عنوان مثال، Ga–Ni–Co و Ga–Mn–Ni توانند به صورت آلیاژهای حافظه دار در دمای بالا و آلیاژهای حافظه دار مغناطیسی طبقه بندی شده و Pd/Pt–Ti–Ni نیز می تواند به صورت مواد حافظه دار لایه نازک ساخته شود(Jani et al., 2014). یا ساخت پلیمرهای حافظه دار (SMP) نسبتا آسان بوده و برنامه ریزی آنها بسیار سریع تر انجام می گیرد، همچنین آنها برای طیف وسیعی از کاربردها طراحی شده اند. ادعا می شود که SMPها به دلیل هزینه های پایین، بازده بهتر و زیست تخریب پذیری بهتر، جایگزین هایی مناسبی برای SMAها می باشند. علاوه بر این، پلیمرهای حافظه دار ها می توانند دو یا چند شکل را حفظ کنند.

 تبدیلات فازی
هوشمند بودن مواد آلیاژ حافظه دار به دلیل این است که این مواد در مقابل محرک های خاص خود همچون محرک های مکانیکی یا غیر مکانیکی همچون دما و حرارت و میدان مغناطیسی میتوانند تغییرات در خواص خود ایجاد کنند که به عبارتی بهتر تغییرات ساختار فازی این مواد هستند موجب چنین ویژگی میباشند. پس مقدمه هوشمند بودن مواد آلیاژ حافظه دار وجود خواص چند فازی میباشد. نمودار تغییر فاز متالوژیکال آلیاژهای فلزی توصیف شماتیک از شرایط تعادلی بین فازهای جدا از هم را فراهم میکند(Gao et al., 2015). استفاده از نمودار فازی برای آلیاژها میتواند شامل دو یا چند متغیر مهم از جمله غلظت که معمولا در محور افقی و دیگری دما که در محور عمودی قرار می گیرد. متغیرهای کنترلی دیگری مانند میدان الکتریکی،تنش وکرنش و... می توانند در نمودار تغییر فاز قرار بگیرند. آلیاژهای حافظه دار می توانند در دو فاز مختلف به همراه سه ساختار کریستالی مختلف وجود داشته باشند. ساختار آستنیت در دمای بالا پایدار بوده و ساختار مارتنزیت در دماهای پایین پایدار می باشد. زمانی که آلیاژهای حافظه دار حرارت داده می شود، شروع به تغییر از فاز مارتنزیتی به آستنیتی می کند. دمای آغازین آستنیت As دمایی است که در آن، این تغییر شکل شروع شده و دمای نهایی آستنیت Af دمایی است که در آن، تغییر شکل تکمیل میگردد). هنگامی که یک آلیاژهای حافظه دار بالاتر از As حرارت می بیند، شروع به انقباض کرده و تبدیل به ساختار آستنیت می شود، یعنی، به شکل اصلی خود بازیابی می گردد. این تغییر شکل حتی تحت بارهای اعمالی زیاد نیز امکان پذیر بوده و در نتیجه منجر به تحریک چگالی انرژی بالا می گردد. از نظر نوع ساختارکریستالوگرافی، فاز آستنیت دارای ساختار مکعبی 2B میباشد همچنین فاز مارتنزیت دارای ساختار غیرمکعبی چهار ضلعی قائم الزاویهای یا منوکلینیک 19' Bمیباشد که بسیار متفاوت میباشد. در طی فرآیند خنک سازی، تغییر شکل، شروع به بازگردانی به مارتنزیت در دمای آغازین مارتنزیت MSکرده و زمانی تکمیل میگردد که به دمای نهایی مارتنزیت Mf دست مییابد. بالاترین دمایی که مارتنزیت میتواند در آن زیاد تحت تنش واقع نگردد Md نام دارد، و بالاتر از این دما، آلیاژهای حافظه دار به طور دائم و مانند هر ماده فلزی معمولی تغییر شکل می دهد. پس با این مطالب نتیجه گرفت که ترتیب دما در استحاله فازی در آلیاژهای حافظه دار بدین صورت میباشد (Af > As > Ms > Ms). برخی از مشخصههای فیزیکی و مکانیکی آلیاژهای حافظه دار ، بین این فازها متفاوت هستند، مانند ماژول های یانگ، مقاومت الکتریکی، هدایت حرارتی و ضریب انبساط حرارتی. ساختار آستینیت، نسبتا سخت بوده و دارای ماژول یانگ نسبتا بالاتری است؛ در حالی که ساختار مارتنزیتی، نرمتر و انعطاف پذیرتر است؛ یعنی میتواند به آسانی به واسطه اعمال یک نیروی خارجی، تغییر شکل دهد(Mertmann & Vergani, 2008).

• مشخصه آلیاژهای حافظه دار
  بازگشت به شکل اولیه در اثر محرک ها در آلیاژهای حافظه دار میتواند توسط دما یا توسط تنش انجام گیرد که هر کدام دارای مشخصه های خود می باشند. این مواد تا به حال دارای دو مشخصه بسیار بی نظیر از خود نشان دادهاند.
  1. اثر حافظه داری
  2. اثر سوپر الاستیسیته یا شبه الاستیسیته
  مکانیزم های اثر حافظه داری و اثر سوپر الاستیسیته یا شبه الاستیسیته از تبدیل فاز حالت جامد برگشت پذیر از آستنیت در دماهای بالاتر به مارتنزیت در دماهای پایین تر ناشی می شوند. عامل این تبدیل، اعوجاج شبکه برشی به جای انتشار اتمها است. علاوه بر این، شکل های تبدیلات از آستنیت به مارتنزیت و مارتنزیت به آستنیت به ترتیب تبدیل های رو به جلو و معکوس نامیده می شوند. دو نیروی محرکه مختلف میتواند منجر به تبدیل آستنیت به مارتنزیت شود: کاهش دما و اعمال تنش. به عبارت دیگر، تبدیلات میتواند با کاهش دمای زیر Mf یا اعمال تنش به آلیاژها به صورت همدما بالاتر از Af رخ دهد. مکانیزم اول باعث ایجاد اثر حافظهداری میشود و دومی دلیل اثر سوپر الاستیسیته میشود (Rashidi et al., 2024).
  

 اثر حافظهداری (SME)
در آلیاژهای حافظه دار ، کاهش دما باعث می شود که آستنیت با تقارن بالا به مارتنزیت کم تقارن تبدیل شود و کرنش برشی شبکه ای را بر ساختارهای کریستالی تحمیل کند. این دگرگونی می تواند به چندین شیوه متفاوت اتفاق بیفتد، که به عنوان انواع متناظر شبکه مارتنزیت شناخته می شود. این پدیده یک ساختار مارتنزیت دوقلویی ایجاد می کند و در نهایت ساختاری از انواع متناظر شبکه ای دوقلو را تشکیل می دهد. گروهی از این گونه های متناظر شبکه ای دوقلویی، متغیرهای صفحه عادت نامیده می شوند، بنابراین بسیاری از آنها را می توان در طول فرایند تبدیلات فازی مارتنزیت تولید کرد. علاوه بر این، هیچ تغییر شکل ماکروسکوپی در طول این فرآیند اتفاق نمی افتد و این ساختار دوقلویی نیز مارتنزیت «خود شکل پذیر » نامیده می شود. در چنین شرایطی، اگر سازه تحت یک بار خارجی شدید قرار گیرد، چندین نوع صفحه از واریانت معمولا رشد کرده یا شکل های مختلف در میآیند .این فرآیند را جهت گیری مجدد مارتنزیت می نامند (Agrawal & Dube, 2018)

انواع اثر حافظه داری (SME)
1. آلیاژهای حافظه داریک طرفه
2. آلیاژهای حافظه دار دو طرفه

8-1 کاربرد آلیاژهای حافظه دار
آلیاژهای حافظه دار نیکل-تیتانیوم (SMA) دارای اثر حافظه شکل، اثر فوق الاستیک، خواص میرایی، زیست سازگاری و مقاومت در برابر خوردگی هستند، که به طور گسترده در زمینه های هوافضا، زیست پزشکی، خودرو، ساخت و ساز و الکترونیک انعطاف پذیر استفاده شده است. با این حال، شکلپذیری بالا، اثر برگشتی و خواص سخت کاری آلیاژ Ni-Ti به دست آوردن قطعات آلیاژ Ni-Ti با کیفیت و دقت بالا برای ماشینکاری بسیار چالش برانگیز است. علاوه بر این، ساخت قطعات آلیاژ Ni-Ti با ساختار پیچیده با تراشکاری و آسیاب، آهنگری و ریخته گری دشوار است که کاربرد آن را بسیار محدود می کند. بنابراین، به منظور تحقق گسترش آلیاژ Ni-Ti به ساختار شکل پیچیده و بهبود بیشتر عملکرد آن، ضروری است که به دنبال یک فناوری شکل دهی جدید برای آلیاژ Ni-Ti باشیم. ساخت افزودنی (AM) یک فناوری ساخت جدید است که با لایه بندی روی هم، ساخت سه بعدی را به ساخت دو بعدی کاهش می دهد. AM می تواند برای تشکیل بخش هایی از ساختارهای پیچیده دلخواه استفاده شود. در سال های اخیر، بسیاری از محققان تعداد زیادی مطالعات را بر روی آلیاژهای NiTi ساخته شده با افزودنی انجام داده اند. به طور کلی، کاربردهای آلیاژهای حافظه دار با توجه به عملکرد اولیهی عنصر حافظه میتواند به چهار دسته تقسیم بندی گردد،1. بازیابی آزاد 2. بازیابی محدود 3. عملگر هیدرولیکی و تولید کار 4. سوپرالاستیسیتی ؛ که در آن آلیاژهای حافظه دار می تواند برای تولید نیروی محرک مورد استفاده قرار گرفته و سوپرالاستیسیتی می تواند انرژی تغییر شکل را ذخیره کند. رفتار منحصر به فرد نایتینول، کاربردهای نو آورانهی آنها را در صنایعی چون خودروسازی، هوافضا، اتوماسیون و کنترل، لوازم خانگی، انرژی، فرآیندهای شیمیایی، گرمایش و تهویه مطبوع، ایمنی و امنیت، و صنایع الکترونیکی مانند سامانه های میکرو الکترومکانیکی (MEMS) نشان می دهد. برخی از این کاربردها، روش ها و مفاهیم مشابه را به کار می گیرند که برای زمینه های دیگر نیز می تواند کاربردی باشد؛ مانند نرخ فنر حرارتی NiTi که برای کنترل باز شدن درها، تغییر دنده در محصوالت بنز، دستگاه های کنترل ایمنی و غیره مورد استفاده قرار می گیرد. همچنین این عملگرها می توانند به صورت سنسورهایی در این ابزارها مورد استفاده قرار گیرند (Jani et al., 2014). کاربرد آلیاژهای حافظهدار با توجه به عناصر تشکیل دهنده آلیاژ می تواند به چهار دسته تقسیم بندی گردد.
1. هوافضا
2. خودروسازی
3. رباتیک
4. مهندسی پزشکی

کاربردهای آلیاژهای حافظه دار در زمینه

هوافضا
تا به امروز، تمام مریخ نوردهایی که برای اکتشاف سطحی در مریخ، از Sojourner گرفته تا Curiosity مستقر شدهاند، دارای آلومینیوم بودهاند.چرخ ها کنجکاوی حدود 1000 کیلوگرم وزن داشت، بسیار بیشتر از مدلهای قبلی خود، با قطر چرخ 0.5 متر و چرخ ها ضخامت فقط 0.75 میلی متر علاوه بر این، آج های پوستی ساخته شده از تیتانیوم برای کشش بهتر وجود داشت. تا سال 2013، مهندسان آزمایشگاه پیشرانه جت، آسیب بسیار بیشتری به چرخ ها نسبت به آنچه انتظار می رفت، کشف کردند. این باعث شد طراحی مجدد چرخ ها برای ماموریت های اکتشاف سطح مریخ آینده در اواسط دهه 2000، ناسا گلن مهندس Vivake با شریک صنعتی Goodyear برای توسعه فنری تایر کار کرد. زمانی که لاستیک فنری برای اولین بار معرفی شد، بود ساخته شده از سیم پیچ پیانو بافته شده برای تشکیل یک مش. اما مشکلی که در مورد مواد مورد استفاده وجود داشت این بود که در معرض پلاستیک قرار می گرفت. تغییر شکل، که برای ماموریت های گسترده نامطلوب بود. برای حل این مشکل، حافظه شکل مبتنی بر NiTi (نیتینول) باینری سیم های آلیاژی برای فوق الاستیسیته آنها استفاده شد. اولین وسیله نقلیه ناسا که از چرخ های توری سیمی استفاده کرد، وسیله نقلیه ماه گرد (LRV) بود (Parmar & Mishra, 2022). با توجه به اینکه تمام ابعاد ماه، مریخ و دیگر اعضای منظومه ی شمسی، زمین بسیار خشن و ناهمواری دارند میتوانند اسیب های بسیار جدی به چرخها فضاپیماها بزنند به همین دلیل داشتن چرخ های بسیار انعطافپذیر با نرخ خرابی پایین و خود تعمیری با طول عمر زیاد در این سیاره ها برای فضاپیماها ضروری می باشند. استفاده از آلومینیوم و فولادبه عنوان اجزای اصلی تایر، خطرتغییرشکل دائمی و شکستگی تایر را در اثر نیروهای وارده افزایش می دهد و مریخ نورد را غیرقابل ترمیم و بی حرکت می کند. همانطور که پس از بررسی متالورژی و ویژگی های تبدیلی آنها نتیجه گیری شد، آلیاژ حافظه دار مبتنی بر Ni-Ti برای کاربرد در ماموریتهای فضایی مناسب تر هستند. آلیاژهای نایتینول، با توانایی خود برای مقاومت در برابر کرنش برگشت پذیر، به لاستیکها این امکان را میدهد که قبل از تجربه یک تغییرشکل دائمی، درجه بالایی از پیچ خوردگی را نسبت به لاستیک غیرپنوماتیک دیگر تجربه کنند. از این رو، استفاده از SMA Nb-Ni-Ti به عنوان جزء اصلی مواد لاستیک، از این شکستها جلوگیری می کند و قابلیتهای کلی مریخ نورد را افزایش می دهد. علاوه بر این، هندسه فنر برای لاستیک ها مزیت بزرگی را فرا هم می کند وتوانایی مریخ نورد را در حمل بار افزایش می دهد. هندسه فنر توزیع تنش را بهبود می بخشد، که باعث بهبود بیشتر طول عمر مریخ نورد طراحی شده می شود.

کاربردها در زمینه خودروسازی
طراحان خودرو به طور مداوم در حال توسعه فناوری های جدید و نواورانه برای انجام عملکرد خاص تر و با هزینه کمتر و به طور بالقوه با سطح بالاتری از کیفیت، عملکرد و قابلیت اطمینان بالاتری هستند. ظهور تکنولوژی هدایت خودکار،طیف وسیعی از فرصت ها را برای عملگرهای SMA به عنوان جایگزینی برای موتورهای الکترومغناطیسی فراهم می کند. در آینه دید عقب خودروها در از نوع معمولی که ویژگی های مفید محرک دستی شامل هزینه کم و عملکرد بی صدا است، اما مصرف کنندگان عموما از این سیستم های دستی در وسایل نقلیه امروز بیزار هستند. همچنین نگرانی طراحان در مورد اینه های معمولی دستی از دیدگاه ایمنی ناشی می شود زیرا با سیستم های دستی رانندگان باید برای چرخاندن آینه یک دست خود را برای چند ثانیه بر روی شاسی فرمان قرار دهند که این عمل موجب بهم خوردن حواس رارنندگان می تواند بشود. علاوه براین درسال های اخیر، فعال سازی آینه های توسط محرک های الکترومغناطیسی انجام شده است، امابه دلیل اندازه محرک ها و صدای محرک که می تواند حواس راننده را پرت کند، موفقیت خاصی حاصل نشده است. تابه امروز، آینه های داخلی ضد تابش خودکار فقط از مواد الکتروکرومیک ساخته شده اند. آینه های دید عقب الکتروکرومیک در صورت نور خیره کننده،تغییری در بازتاب ایجاد میکنند. این مواد پس از ایجاد شرایط تابش نور، زمان پاسخگویی چندثانیه ای دارند، به این معنی که دستگاه از نظر محافظت دربرابر مزاحمت چشم راننده چندان موثر نیست. از طرف دیگر، مواد نسبتا گران قیمت مورد نیاز است وتیرگی ایجاد شده روی سطح آینه برای ازبین بردن تابش خیره کننده اغلب جنبه منفی در نظر گرفته میشود. دستگاه دارای محرک حافظه شکل بایک حرکت بسیارسریع (از حالت عادی به حالت ضدتابش در کمتر ازیک ثانیه) که همچنین بی صدا وتدریجی بدون تکان های مکانیکی است، بر این محدودیت ها غلبه میکند (Luchetti et al., 2009).

8-1 کاربردها آلیاژ حافظهدار در زمینه رباتیک
با پیشرفت و شناخت بیشتر از آلیاژ حافظهدار محققان در علوم مختلف به مطالعه و طراحی این مواد در زمینههای مختلف شدن. در دهه 1980 میلادی استفاده از مواد هوشمند در سیستم های رباتیک تجاری مخصوصا در به عنوان میکروعملگرهایا عضلات مصنوعی مورد بررسی قرار گرفته است. امروزه، بیشتر کاربردهای رباتیکی SMA، از علوم بیولوژیکی الهام گرفتهاند و به طور گستردهای در زمینههای مهندسی پزشکی مورد استفاده قرار گرفتهاند. اولین چالشهایی که در زمینهی رباتیک وجود دارد، عبارتند از: افزایش عملکرد و کوچکسازی پلتفرم سخت افزار و افزایش هوش سیستم یکپارچه میباشد. نرخ واکنش عملگر SMA بستگی به اندازه و شکل آن دارد و این موضوع تاثیر بسزایی روی درجه آزادی کلی سیستم رباتیک دارد. حرارتی مقاومتی، به طور کلی برای عملگرهای SMA کوچک مورد استفاده قرار میگیرد و روشهای حرارتی غیر مستقیم روی عملگرهای ضخیمتر اعمال میگردد. یک طرح عملکردی جدید روی دست مصنوعی توسط چی سیونگ و معرفی شده که در آن، دو محرک عملگر SMA به جای استفاده از نوع push–pull و نوع فنر کناری، برای راهاندازی انگشت رباتیک مورد استفاده قرار گرفته است دو عملگر در دو سمت انتهایی لوله ی ضدزنگ تعبیه شده اند که به عنوان یک سینک حرارتی کار می کنند. دو عملگر برای تحریک انگشت رباتیک مورد استفاده قرار گرفته اند که می توانند عملکرد انگشت انسان واقعی را تقلید کنند (خم و راست شدن). یک کنترل کننده ی PWM برای پالس ولتاژ بالا در محدوده ی میلی ثانیه مورد استفاده قرار گرفته اند تا از اضافه حرارت سیستم جلوگیری گردد (Johnson et al., 2004). خیری خواه و همکارانش ربات ها را بر اساس سبک حرکتی و کاربردهای شان مانند خزندگی، پرشی، راه رونده، پزشکی و بازوی رباتی بیومیتیک، به چندین دسته، طبقه بندی کردهاند.

 کاربردها آلیاژ حافظه دار در زمینه مهندسی پزشکی
استفاده از آلیاژ حافظه دار در زمینه مهندسی پزشکی از همان اویل کشف مواد حافظهدار و بعد از کشف نایتینول توسط بوهلر و همکاران در سال 1961 آنها پیشنهاد استفاده از این ماده برای پیاده سازی در زمینه دندان پزشکی را ارائه دادند و چند سال بعد، اولین بریس سوپر الاستیسیته ساخته شده از آلیاژ نایتینول توسط آندرسون در سال 1971 نیز معرفی شد و سپس آلیاژهای حافظهدار موجب پیشرفت زیاد در حوزه پزشکی خصوصا در محصولات مرتبط با جراحی شد. همچنین آلیاژهای حافظه دار توسط سازمان غذا و داروی آمریکا (FDA) در سپتامبر 1989 تایید شده اند (Andreasen, 1977)

اگرچه آلیاژهای NiTi خیلی گران تر از فولادهای ضدزنگ می باشند، با این حال آلیاژهای حافظه دار عملکرد فوق العادهای برای کاربردهای پزشکی از خود نشان می دهند، مانند زیست پذیری از بین انواع آلیاژهای حافظه دار نایتینول از محبوبیت بیشتر و عملکرد فوق العاده مانند مقاومت در برابر خوردگی بالا، زیست پذیری، غیرمغناطیسی، مشخصه های فیزیکی منحصر به فرد، که از عملکرد بافت های انسانی استفاده می کند. میتوانند پاسخگوی نیازهای انسانی باشند. نیاز به ابزاری دقیق و قابل اطمینان برای رسیدن به عملکردی مناسب برای درمانهای پیچیده پزشکی و روشهای جراحی، منجر به ایجاد آلیاژهایی با مزایای بالا و فرصت هایی بزرگ برای موفقیت های تجاری بیشتر در این زمینه شده است. استفاده از SMAها در دستگاههای پزشکی در زمینه های زیادی مانند ارتوپدی، مغز و اعصاب، قلب و عروق و رادیولوژی دیده می شود. دیگر کاربردهای پزشکی آن عبارتند از: اندودنتیکس، استنت، موچین پزشکی، بخیه، پیچ کناف برای اتصال تاندون به استخوان، ایمپلنت، درمان آنوریسم، فریم عینک و سیمهای هدایتی. رفتار سوپرالاستیسیته SMA، که سازگار با رفتار تنش استخوان ها و تاندون های انسان است، آن را به مادهای فوق العاده برای پاسخگویی به این چالش ها تبدیل کرده است (Morgan, 2004). بطور کلی و دریک جمع بندی میتوان کاربرد مواد آلیاژهای حافظه دار را به سه دسته تقسم بندی کرد.
1. کاربردهای آلیاژهای حافظه دار در قلب و عروق
2. کاربردهای آلیاژهای حافظه دار در ارتوپدی
3. کاربردهای آلیاژهای حافظه دار در دندان پزشکی