Conocido por muchos como alambre muscular o metal con memoria, las aleaciones con memoria de forma son materiales que pueden doblarse o deformarse, y luego volver a su forma original cuando se aplica calor. Mientras que las personas están más familiarizadas con el material en los ojos "irrompibles"marcos de vidrio, estas aleaciones también se utilizan como amortiguadores de vibraciones, actuadores y sensores en aplicaciones de alta tecnología como las industrias aeroespacial y automotriz, dispositivos médicos e ingeniería civil.
Los sistemas de bombeo de calor son otro uso potencial para las aleaciones con memoria de forma, aprovechando su efecto elastocalórico, que es un efecto de enfriamiento que ocurre cuando la aleación actúa cíclicamente por fuerzas mecánicas. Los científicos del Laboratorio Ames piensan que los sistemas de bombeo de calor diseñados en ese sentidopodría conducir a sistemas de climatización y refrigeración más ecológicos y eficientes energéticamente que los modelos de compresión de gas disponibles actualmente.
Para esa aplicación, las aleaciones con memoria de forma necesitan "recordar" su forma original más exactamente, durante períodos de tiempo más largos, a través de muchos ciclos repetidos.
"La aplicación de aleaciones con memoria de forma SMA depende de lo que se llama transición de fase martensítica, que transfiere calor varias veces, idealmente sin degradación del ciclo de calor, como grietas", dijo Lin Zhou, uncientífico del Laboratorio Ames. "Para comprender por qué ocurre esa degradación y encontrar formas de mejorar las AME para aplicaciones del mundo real, debemos analizar la microestructura de estos materiales".
Los investigadores compararon dos SMA a base de cobre de la misma composición pero fabricadas de manera diferente; después del recocido, las muestras se enfriaron a diferentes velocidades. Luego, ambas muestras se calentaron dentro del microscopio electrónico de transmisión TEM, para que los científicos pudieran observar eltransición de fase martensítica en tiempo real.
La muestra enfriada rápidamente se transformó a una temperatura más baja y con mejor "memoria" que la muestra enfriada más lentamente. Los investigadores atribuyeron esto a la formación de pequeños puntos ricos en níquel que aparecieron en la muestra enfriada lentamente, lo que cambió la transición de fasevía y afectó negativamente el rendimiento de la aleación.
"Esos precipitados ricos en Ni cambian la composición de la aleación de matriz y hacen que la transición de fase sea más difícil de revertir, por lo tanto, el ciclo de energía es menos confiable", dijo Zhou. "Es este tipo de conocimiento el que nos ayudará a fabricar mejores AME".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por DOE / Laboratorio Ames . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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