形狀記憶合金(shape memory alloy)在臨床醫療領域內有著廣泛的應用，例如人造骨骼、傷骨固定加壓器、牙科正畸器、各類腔內支架、栓塞器、心臟修補器、血栓過濾器、介入導絲和手術縫合線等等，記憶合金在現代醫療中正扮演著不可替代的角色。記憶合金同我們的日常生活也同樣休戚相關。

形狀記憶合金具有形狀記憶效應（shape memory effect） ，以記憶合金制成的彈簧為例，把這種彈簧放在熱水中，彈簧的長度立即伸長，再放到冷水中，它會立即恢復原狀。利用形狀記憶合金彈簧可以控制浴室水管的水溫：在熱水溫度過高時通過"記憶"功能，調節或關閉供水管道，避免燙傷。也可以制作成消防報警裝置及電器設備的保安裝置。當發生火災時,記憶合金制成的彈簧發生形變，啟動消防報警裝置，達到報警的目的。還可以把用記憶合金制成的彈簧放在暖氣的閥門內，用以保持暖房的溫度，當溫度過低或過高時，自動開啟或關閉暖氣的閥門。形狀記憶合金的形狀記憶效應還廣泛應用于各類溫度傳感器觸發器中。

形狀記憶合金另一種重要性質是偽彈性（pseudoelasticity，又稱超彈性，superelasticity），表現為在外力作用下，形狀記憶合金具有比一般金屬大的多的變形恢復能力，即加載過程中產生的大應變會隨著卸載而恢復 。這一性能在醫學和建筑減震以及日常生活方面得到了普遍應用。例如前面提到的人造骨骼、傷骨固定加壓器、牙科正畸器等。用形狀記憶合金制造的眼鏡架，可以承受比普通材料大得多的變形而不發生破壞（并不是應用形狀記憶效應，發生變形后再加熱而恢復） 。

1963年，美國海軍軍械研究所的比勒在研究工作中發現，在高于室溫較多的某溫度范圍內，把一種鎳-鈦合金絲燒成彈簧，然后在冷水中把它拉直或鑄成正方形、三角形等形狀，再放在40 ℃以上的熱水中，該合金絲就恢復成原來的彈簧形狀。后來陸續發現，某些其他合金也有類似的功能。這一類合金被稱為形狀記憶合金。每種以一定元素按一定重量比組成的形狀記憶合金都有一個轉變溫度；在這一溫度以上將該合金加工成一定的形狀，然后將其冷卻到轉變溫度以下，人為地改變其形狀后再加熱到轉變溫度以上，該合金便會自動地恢復到原先在轉變溫度以上加工成的形狀。

科學家在鎳-鈦合金中添加其他元素，進一步研究開發了欽鎳銅、鈦鎳鐵、鈦鎳鉻等新的鎳鈦系形狀記憶合金；除此以外還有其他種類的形狀記憶合金，如:銅鎳系合金、銅鋁系合金、銅鋅系合金、鐵系合金(Fe-Mn-Si, Fe-Pd)等。

形狀記憶效應（shape memory effect）

1970 年美國用形狀記憶合金制作 F-14 戰斗上的低溫配合連接器，隨后有數以百萬以上的連件的應用。形狀記憶合金作為低溫配合連接在飛機的液壓系統中及體積較小的石油、石化、電工業產品中應用。另一種連接件的形狀是焊接的網狀金屬絲，用于制造導體的金屬絲編織層的安全接頭。這種接件已經用于密封裝置、電氣連接裝置、電子工程機械裝置，并能在-65~300℃可靠地工作。已開出的密封系統裝置可在嚴酷的環境中用作電氣件連接。

用于醫學領域的 TiNi 形狀記憶合金，除了利用其形狀記憶效應或超彈性外，還應滿足化學和生物學等方面的要求，即良好的生物相容性。TiNi 可與生物體形成穩定的鈍化膜。在醫學上 TiNi 合金主要應用有：

(a)牙齒矯形絲 用超彈性 TiNi 合金絲和不銹鋼絲做的牙齒矯正絲，其中用超彈性 TiNi 合金絲是最適宜的。通常牙齒矯形用不銹鋼絲 CoCr 合金絲，但這些材料有彈性模量高，彈性應變小的缺點。為了給出適宜的矯正力，在矯正前就要加工成弓形，而且結扎固定要求熟練。如果用 TiNi 合金作牙齒矯形絲，即使應變高達10%也不會產生塑性變形，而且應力誘發馬氏體相變(stress-induced martensite)使彈性模量呈現非線型特性，即應變增大時矯正力波動很少。這種材料不僅操作簡單，療效好，也可減輕患者不適感。

(b) 脊柱側彎矯形 各種脊柱側彎癥(先天性、習慣性、神經性、佝僂病性、特發性等)疾病，不僅身心受到嚴重損傷，而且內臟也受到壓迫，所以有必要進行外科手術矯形。目前這種手術采用不銹鋼制哈倫敦棒矯形，在手術中安放矯形棒時，要求固定后脊柱受到的矯正力保持在30~40kg以下，一但受力過大，矯形棒就會破壞，結果不僅是脊柱，而且連神經也有受損傷的危險。同時存在矯形棒安放后矯正力會隨時間變化，大約矯正力降到初始時的30%時，就需要再進行手術調整矯正力，這樣給患者在精神和肉體上都造成極大痛苦。采用形狀記憶合金制作的哈倫頓棒，只需要進行一次安放矯形棒固定。如果矯形棒的矯正力有變化，以通過體外加熱形狀記憶合金，把溫度升高到比體溫約高5℃，就能恢復足夠的矯正力。

另外，外科中用 TiNi 形狀記憶合金制做各種骨連接器、血管夾、凝血濾器以及血管擴張元件等。同時還廣泛應用于口腔科、骨科、心血管科、胸外科、肝膽科、泌尿科、婦科等，隨著形狀記憶的發展，醫學應用將會更加廣泛。

(a) 防燙傷閥 在家庭生活中，已開發的形狀記憶閥可用來防止洗滌槽中、浴盆和浴室的熱水意外燙傷；這些閥門也可用于旅館和其他適宜的地方。如果水龍頭流出的水溫達到可能燙傷人的溫度(大約 48℃)時，形狀記憶合金驅動閥門關閉，直到水溫降到安全溫度，閥門才重新打開。

(b) 眼鏡框架 在眼鏡框架的鼻梁和耳部裝配 TiNi 合金可使人感到舒適并抗磨損，由于 TiNi 合金所具有的柔韌性已使它們廣泛用于改變眼鏡時尚界。用超彈性 TiNi 合金絲做眼鏡框架，即使鏡片熱膨脹，該形狀記憶合金絲也能靠超彈性的恒定力夾牢鏡片。這些超彈性合金制造的眼鏡框架的變形能力很大，而普通的眼鏡框則不能做到。

(c) 移動電話天線和火災檢查閥門 使用超彈性TiNi金屬絲做蜂窩狀電話天線是形狀記憶合金的另一個應用。過去使用不銹鋼天線，由于彎曲常常出現損壞問題。使用TiNi形狀記憶合金絲移動電話天線，具有高抗破壞性受到人們普遍歡迎。因此常用來制作蜂窩狀電話天線和火災檢查閥門。火災中，當局部地方升溫時閥門會自動關閉，防止了危險氣體進入。這種特殊結構設計的優點是，它具有檢查閥門的操作，然后又能復位到安全狀態；這種火災檢查閥門在半導體制造業中得到使用，在半導體制造的擴散過程中使用了有毒的氣體；這種火災檢查閥也可在化學和石油工廠應用。

在工程和建筑領域用 TiNi 形狀記憶合金作為隔音材料及探測地震損害控制的潛力已顯示出來。已試驗了橋梁和建筑物中的應用，因此作為隔音材料及探測損害控制的應用已成為一個新的應用領域。