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보통 금속의 경우 탄성한계를 넘어 변형을 가하면 변형된 모양으로 고정되지만 형상기억합금은 한계온도 이하에서 10％ 이내로 변형시킨 후에 가열하면 원래의 형상으로 되돌아가며 이를 형상기억 효과라고 한다. 1960년대초 타이타늄(티탄)-니켈 합금을 발견한 후에 지금까지 20여 가지가 넘는 합금이 형상기억 효과가 있는 것으로 확인되었으며, 이 가운데 잘 알려지고 많이 발전된 형상기억합금은 구리-아연-알루미늄, 구리-알루미늄-니켈, 타이타늄-니켈 합금 등이다.

형상기억합금은 형상을 회복하면서 동시에 큰 힘을 발생하기 때문에 여러 산업 분야에 다양하게 응용되며, 인공근육 같이 의료용·치과용으로도 이용할 수 있다.

형상기억합금은 6~10％ 정도의 변형만 형상회복이 가능하고 그 이상으로 변형시키면 그대로 굳어버리며, 이 형상기억 효과가 나타나는 온도 영역이 너무 좁다는 등의 몇 가지 문제점이 있으므로 이러한 문제를 해결하기 위한 연구가 진행되고 있으며, 새로운 생각에 바탕을 둔 형상기억합금의 개발 연구도 한창이다. 또한 새로운 형상기억합금들도 발견되고 있으므로 이들이 실용화되면 용도에 따라 적절한 합금을 선택할 수 있게 될 것이다.