TiNi合金是二元合金，由于受到温度和机械压力的改变而存在两种不同的晶体结构相，即奥氏体相和马氏体相。镍钛合金冷却时的相变顺序为母相(奥氏体相)-R相-马氏体相。R相是菱方形，奥氏体是温度较高(大于奥氏体开始的温度)的时候，或者去处载荷(外力去除)时的状态，立方体，坚硬。形状比较稳定。而马氏体相是温度相对较低(小于马氏体结束的温度)或者加载(受到外力活化)时的状态，六边形，具有延展性，反复性，不太稳定，较易变形。
通俗地说，就是形状记忆合金丝在转变温度以上表现出刚性，在转变温度以上表现出柔性。当把装置的小轮置于热水中，装置就会高端旋转。
热机原理示意图
