סגסוגות זוכרות צורה (SMA, Shape Memory Alloys), שנקראות גם סגסוגות חכמות, הן חומרים שיכולים לחזור לצורה רצויה כשהם מתחממים. התופעה נקראת אפקט זיכרון הצורה (SME). בטמפרטורה קרה אפשר לעוות את החומר ולשמור את העיוות הזה; בחימום החומר יחזור לצורתו המקורית ואף יפעיל כוחות משמעותיים.
ניתן לשנות את "צורת הזיכרון" בטיפול תרמי. למשל, חוט שמוגדר בחימום כחוט ישר יכול להיקבע כקפיץ בזמן החם.
האפקט מבוסס על מעבר פאזה מוצק‑מוצק במבנה הגבישי של החומר. מעבר זה אינו דיפוזי, כלומר האטומים לא נודדים לתאים אחרים; רק הזוויות והמרחקים בין האטומים משתנים. בדוגמה פשוטה אפשר לדמות את הפאזה החמה כריבוע ואת הפאזה הקרה כמקבילית: המעבר משנה את צורת תא היחידה אבל לא מעביר אטומים בין תאים.
במצב הקר (מארטנזיט) קיימים מספר וריאנטים (סידורים שונים) של אותו מבנה. במצב החם (אוסטניט) יש וריאנט אחד בלבד. כשמחממים, כל הווריאנטים הופכים להריבוע, והמבנה המיקרוסקופי מאלץ את הצורה המקרוסקופית לחזור. בתהליך הקירור הווריאנטים מתייצבים לפי עקרון האנרגיה המינימלית, תופעה שנקראת אכלוס עצמי (Self Accommodation).
מסמנים Ms כטמפרטורה שבה מתחיל המעבר לארטנזיט בקירור; Mf היא טמפרטורת סיום המעבר. בהתאמה, As ו‑Af הן טמפ' התחלה וסיום במעבר חזרה לחומר החם. שימוש חוזר באפקט יכול לשנות את טמפרטורות המעבר בתופעה שנקראת "תשישות שימוש" (functional fatigue).
העיוות לפני המעבר הכרחי להיווצרות פאזה קרה. החזרה למצב החם מתחילה ב‑As ונגמרת ב‑Af. ההפרש הטיפוסי בין טמפרטורות אלו הוא 2, 20 מעלות צלזיוס, ותלוי בהרכב הסגסוגת ובתנאי העומס. לפי הסגסוגת, As יכול לנוע "נע בין 150- ל־200 מעלות צלזיוס".
יכולתו של החומר לשוב מעיוות גדול תוך הפעלת כוח רב מאפשרת שימושו כאקטואטור (מכשיר שמבצע תנועה מבוקרת בחימום) וכחיישן טמפרטורה שמבצע פעולה מכנית.
יש חומרים סופר‑אלסטיים, שפועלים סביב טמפרטורת החדר וחוזרים לצורתם מיד. יתר החומרים מסתמכים על מחזורי חימום וקירור. חומרים פסאדו‑אלסטיים נמצאים על הגבול בין הפאזות: הם חוזרים ספונטנית לצורה החמה, אך גם מסוגלים לעבור עיוותים גדולים כשמופעל כוח חיצוני.
שימושים נפוצים כוללים מסגרות משקפיים, חיבורי צנרת חיצוניים במטוסים ודברים דומים, שבהם המאפיינים הייחודיים של הסגסוגת מנוצלים להצמדה או לאקטואציה.
הסוגים העיקריים הכלולים במקור הם נחושת‑אבץ‑אלומיניום (Cu‑Zn‑Al), נחושת‑אלומיניום‑ניקל (Cu‑Al‑Ni) וניקל‑טיטניום (NiTi). לסגסוגות NiTi קוראים ניטינול (Nitinol). NiTi יקרות יותר, אך בעלות תכונות מכניות טובות יותר לעומת סגסוגות על בסיס נחושת. טמפרטורת המעבר הגרינית תלויה ביחסי המרכיבים בסגסוגת.
קיימים אפקט חד‑כיווני ואפקט דו‑כיווני. באפקט חד‑כיווני החומר חוזר לצורתו החמה בעת חימום, אך הקירור לא מחזיר צורה שונה באופן מקרוסקופי. באפקט דו‑כיווני החומר "זוכר" שתי צורות שונות, קרה וחמה. האימון (training) של הסגסוגת גורם לה לשמר סימני צורתה הקרה גם לאחר המעבר לחום. מבחינה הנדסית האפקט הדו‑כיווני שימושי פחות, כי הקירור לא מספק כוחות ותזוזות גבוהים כמו החימום.
השינוי במבנה הגבישי, בין מארטנזיט לאוסטניט, הוא הסיבה העקרונית להתנהגות זו. המעבר בארגון החלקיקים במבנה הגביש קובע איזו צורה מקרוסקופית החומר יעדיף.
תכונות החומר תלויות בהרכבו ובטמפרטורת השימוש. סגסוגות אלו מסוגלות לספוג עיוותים גדולים, לפעול כאקטואטורים ולפתח כוחות משמעותיים בעת החלפת פאזה.
מיישמים סגסוגות אלו באקטואטורים, בחיישנים ובחיבורים בהם נדרש שינוי צורה מבוקר או חיבור אוטומטי.
הרכב הסגסוגת קובע את טמפרטורת המעבר והמאפיינים המכניים. ניתן לכוון את טמפרטורת המעבר על‑ידי שינוי יחס המרכיבים בסגסוגת.
סגסוגות זוכרות צורה הן מתכות מיוחדות. סגסוגת = תערובת של מתכות. החומר יכול לחזור לצורה מסוימת כשהוא מתחמם. זה נקרא "זיכרון צורה".
אם מקררים את החומר הוא גמיש וניתן לעיוות. מאוחר יותר, בחימום, הוא חוזר לצורה המקורית. לדוגמה: חוט יכול להיות ישר בחום ואז להיעקם ולקפוץ בחזרה בקירור או בחימום.
התהליך נובע משינוי במבנה הגביש של החומר. גביש = הסידור של האטומים בפנים החומר. שינוי זה הוא פנימי ולא כולל נדידת אטומים בין תאים.
במצב הקר יש כמה סידורים אפשריים. כשהחומר מתחמם כולם הופכים לסידור אחד. כך החומר מתיישר ומחזיר את צורתו.
יש סוגים שפועלים בטמפרטורת החדר והם חוזרים לצורה מיד. יש אחרים שצריכים חימום וקירור כדי לשנות צורה.
יש סגסוגות שמבוססות על נחושת, ויש סגסוגות חשובות מאד על בסיס ניקל‑טיטניום. הסגסוגת הניקל‑טיטניום נקראת ניטינול (Nitinol).
באפקט חד כיווני החומר זוכר רק צורה אחת בחום. באפקט דו כיווני החומר יכול לזכור שתי צורות, חמה וקרה. כדי שזה יעבוד צריך לאמן את החומר.
השינוי במבנה הגבישי הוא שגורם לחומר לשנות צורה.
סגסוגות אלו יכולות לפתח כוח כשהן חוזרות לצורה. זו תכונה שימושית.
משתמשים בהן כדי לגרום לחלקים לזוז כשחם, או כדי לחבר חלקים אוטומטית.
הרכב הסגסוגת קובע באיזה טמפרטורה היא תעבור שינוי.
