Existen varios tipos de materiales que tienen “memoria” de su forma y pueden exhibir cambios repetidos en sus propiedades sobre el cambio cíclico en parámetros tales como temperatura, campo eléctrico, etc. El tipo al que se hace referencia en esta pregunta es el térmico y La aleación más utilizada e investigada activamente es el Nitinol.
El nitinol exhibe propiedades muy interesantes sobre el cambio de estrés o temperatura. A medida que aumenta la temperatura, la fase del material cambia de una fase relativamente más “flexible” (Módulo de Young Inferior) llamada Martensita a una fase más rígida llamada Austenita. Para explicar con un ejemplo, si tuviera un resorte hecho de Nitinol, el Martensítico tendría una constante de resorte más baja en comparación con el Austenítico. Esto provoca efectos interesantes en el material, tales como cualquier deformación elástica causada por el material que tenderá a negarse a medida que la resistencia de recuperación del material haya aumentado muchas veces. Así es como vemos todas las aplicaciones interesantes, como las antenas en los satélites, que se pueden arrugar a un tamaño pequeño y, cuando se calientan allí, recuperan su forma.
Cuando no estresas el material en absoluto y dejas que se enfríe por debajo de la temperatura de transformación, la fase vuelve a Martensite, aunque de un tipo diferente. No “verá” ningún cambio físico en el material en ausencia de estrés, pero el módulo de Young ha vuelto a su nivel bajo habitual. Como no hay fuerza que cambie la forma del material, simplemente retiene la forma y le da el nombre de “Aleación de memoria de forma”.
Si realiza este ejercicio en presencia de una fuerza externa que causa un estrés en el material, es una historia diferente. El material todavía se transforma en Austenita pero a una temperatura imperceptiblemente más alta. Al reducir la temperatura, vuelve a Martensite y, como ahora tenemos una fuerza que actúa sobre el objeto, lo restaurará a su forma original.
De hecho, si estresamos de manera isotérmica el material más allá de un punto, entra en Austenita y absorbe calor. En realidad, esto se puede usar como una bomba de calor además de la aplicación obvia como un motor térmico.
¿Qué sucede cuando una aleación con memoria de forma se calienta por encima de su temperatura de transformación y se enfría nuevamente?
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