Cómo funcionan las aleaciones de memoria de forma
El efecto de memoria de forma es posible a través de un reordenamiento molecular que es a través de un cambio de fase de estado sólido, que ocurre en la aleación de memoria de forma. Por lo general, cuando uno piensa en un cambio de fase, un cambio de sólido a líquido o de líquido a gas es la primera idea que se le viene a la mente. Un cambio de fase en estado sólido es similar porque se está produciendo un reordenamiento molecular, pero las moléculas permanecen estrechamente empaquetadas para que la sustancia permanezca sólida. es necesario un cambio de temperatura de solo unos 10 ° C para iniciar este cambio de fase en la mayoría de las aleaciones con memoria de forma. Las dos fases, que ocurren en las aleaciones con memoria de forma, son Martensita (blanda) y Austenita (dura). La martensita es la fase relativamente suave y fácilmente deformada de las aleaciones con memoria de forma, que existe a temperaturas más bajas. La estructura molecular en esta fase está hermanada; la configuración se muestra en el medio de la Figura 2. Tras la deformación, esta fase adquiere la segunda forma que se muestra en la Figura 2, a la derecha. La austenita, la fase más fuerte de las aleaciones con memoria de forma, ocurre a temperaturas más altas. La forma de la estructura de Austenita es cúbica, la estructura que se muestra en el lado izquierdo de la Figura 2. La fase de Martensita no deformada es del mismo tamaño y forma que la fase de Austenita cúbica en una escala macroscópica, de modo que no hay cambio de tamaño o forma es visible en aleaciones con memoria de forma hasta que la Martensita se deforma.
Figura 1: Las fases de martensita y austenita
Figura 2: Vistas microscópicas y macroscópicas de las dos fases de las aleaciones con memoria de forma
Las temperaturas a las cuales estas fases comienzan y terminan de formarse están representadas por las siguientes variables: Ms, Mf, As, Af. A medida que aumentamos la carga colocada en una pieza de aleación con memoria de forma, aumentan los valores de estas cuatro variables como se muestra en la Figura 3. Los valores iniciales de estas cuatro variables dependen principalmente de la composición del cable (es decir, la cantidad de cada elemento presente .)
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Figura 3: La dependencia de la temperatura de cambio de fase en la carga
Laboratorio SMART Texas A&M – Laboratorio inteligente Texas A&M
Efecto de memoria de forma
Figura 4: Diagrama microscópico del efecto de memoria de forma
Oulu University – Evaluación de biocompatibilidad de níquel-titanio …
Cuando la temperatura de una pieza de aleación con memoria de forma se enfría por debajo de la temperatura Mf, se observa el efecto de memoria de forma. A esta temperatura, la aleación está completamente compuesta de Martensita, que puede deformarse fácilmente. Después de distorsionar la aleación de memoria de forma, la forma original se puede recuperar simplemente calentando el cable por encima de la temperatura Af. El calor transferido al cable es la potencia que impulsa el reordenamiento molecular de la aleación, similar al calor que derrite el hielo en agua, pero la aleación permanece sólida. La martensita deformada ahora se transforma en la fase cúbica de austenita, que se configura en la forma original del cable.