¿Qué es la aleación con memoria de forma?
Tienen dos características comunes:
1. Gran flexión y alta plasticidad.
2. Restaura la forma anterior por encima de la temperatura de la memoria.
En mi impresión, la aleación con memoria más antigua descubierta parece ser 50 Ti 50 Ni.
Generalmente, el metal con memoria se ve muy afectado por la temperatura y se encuentra en un determinado estado a una determinada temperatura. Cuando la temperatura cambia, el estado cambia, pero cuando la temperatura vuelve al estado original, el estado vuelve al estado original.
El cambio de fase de este metal es reversible. Se ve afectado por los cambios de temperatura y volverá a su forma original por encima de cierta temperatura. A partir de él se podrían fabricar paneles solares satelitales.
Aleación con memoria de forma misteriosa
En un seminario sobre nuevos materiales, un profesor sostenía una botella de vidrio llena de agua, con una hermosa flor de papel en la botella. Sin decir una palabra, tranquilamente sacó un encendedor y calentó la botella. Pronto, las alas de la mariposa comenzaron a batir. Este experimento despertó gran interés entre los participantes. Resulta que hay un alambre de aleación llamado "memoria de forma" debajo de la mariposa, que repentinamente se alargará o acortará a medida que la temperatura del agua suba y baje. El llamado efecto de memoria de forma se refiere al fenómeno de que una aleación puede volver a su forma original después de deformarse bajo ciertas condiciones.
El efecto de memoria de forma proviene de la transformación martensítica termoelástica. La transformación martensítica, como método de enfriamiento y fortalecimiento del acero, ha existido desde la antigüedad, es decir, el acero se calienta a una cierta temperatura crítica durante un período de tiempo y luego se enfría rápidamente, como si se insertara directamente en agua fría (llamado temple). En este momento, el acero se transforma en una estructura llamada martensita y se endurece. Esta transformación de martensita tiene propiedades especiales. Una vez que la martensita se forma a cierta temperatura, no crece con el tiempo. Para aumentar la cantidad de martensita, se debe reducir aún más la temperatura para generar nueva martensita. Más tarde, se descubrió en algunas aleaciones otra transformación de fase martensítica termoelástica. Una vez que se produce esta transformación de fase, puede continuar creciendo a medida que disminuye la temperatura. Por el contrario, cuando aumenta la temperatura, la martensita cultivada puede volver a encogerse hasta volver a su forma original, es decir, la martensita puede crecer o encogerse de forma reversible con los cambios de temperatura. Debido a que el volumen de martensita es generalmente mayor que en el estado original y la transformación de martensita va acompañada de un cizallamiento regular en el cristal, la transformación de martensita termoelástica va acompañada de un cambio de forma.
Ya en 1951, los estadounidenses descubrieron accidentalmente en un experimento que la aleación de oro y cadmio tenía propiedades de memoria de forma, pero no le prestaron mucha atención en ese momento. Este efecto se descubrió en aleaciones de indio y talio en 1953 y en aleaciones de níquel y titanio con propiedades de memoria de forma en 1963, lo que desencadenó un aumento en la investigación sobre tales aleaciones y dio como resultado muchas aplicaciones prácticas. Más tarde se descubrió que los remaches tienen un efecto de memoria bidireccional, es decir, cuando los remaches están hechos de una aleación con memoria bidireccional, se enderezarán nuevamente después de enfriarse nuevamente. Como se mencionó al principio de esta sección, el alambre de aleación debajo de la mariposa es una aleación con memoria bidireccional que puede extenderse o acortarse hacia adelante y hacia atrás a medida que cambia la temperatura, haciendo que las alas de la mariposa vuelen hacia arriba y hacia abajo.
Las aleaciones con memoria de forma no solo tienen una importancia teórica importante, sino que también tienen valor de aplicación industrial. Primer informe de una antena lunar hecha de una aleación con memoria de forma. La antena lunar es demasiado ancha para que la pueda acomodar el cohete. Entonces, ¿cómo se puede llevar una antena así al espacio y a la luna? Las aleaciones con memoria de forma resuelven milagrosamente este problema. La antena lunar está hecha de alambre de aleación de níquel y titanio por encima de la temperatura de transición de fase martensítica, que luego se prensa en pequeñas bolas a una temperatura inferior a Mf y se carga en el vehículo de lanzamiento.
Cuando se lanza a la superficie lunar, vuelve a su forma original gracias al calentamiento solar y se despliega en la luna para convertirse en una antena lunar que funciona normalmente. Fabricar tapones, manguitos o uniones de tuberías a partir de aleaciones con memoria de forma tiene grandes ventajas. Primero, convierta la aleación con memoria de forma en una junta de tubería ligeramente más pequeña que la tubería de acero inoxidable que se va a conectar, enfríela por debajo de la temperatura Mf, expanda hasta un tamaño ligeramente más grande que la tubería de conexión, luego colóquela suavemente sobre la tubería de conexión y finalmente levántela. la temperatura a Af (es decir, (usando la temperatura) arriba, la junta se encogerá automáticamente, de modo que los dos tubos estén firmemente conectados. El avión F-14 de la Fuerza Aérea de EE. UU. utiliza este conector para conectar las tuberías del sistema de presión de aceite y el sistema de agua a presión. Se dice que no hay accidentes en casi 300.000 uniones. Las uniones de tuberías de aleación con memoria de forma también se utilizan ampliamente en submarinos de la Armada y buques de guerra, porque en estas situaciones las tuberías están dispuestas tan densamente que es imposible conectarlas usando métodos comunes.
Las aleaciones con memoria de forma tienen una importancia de gran alcance en la utilización de energía de baja calidad. Actualmente, las aleaciones con memoria de forma se han utilizado con éxito en medicina como aparatos de ortodoncia. Al alambre de aleación con memoria de forma se le da una forma normal por encima de la temperatura Ms, y luego se deforma por debajo de la temperatura Mf y se coloca sobre los dientes anormalmente deformados. Cuando la temperatura aumenta a la de la cavidad bucal, el aparato de ortodoncia cambia automáticamente a su forma normal para corregir los dientes deformes. También se puede utilizar para corregir la escoliosis. El filtro intravenoso tira del filtro de tamiz en línea recta a baja temperatura y lo envía a la vena. Después de calentarse por la temperatura corporal, adquiere forma de tamiz y desempeña la función de filtración y coagulación de la sangre. Actualmente, se están produciendo pruebas de microbombas de riñón artificial, músculos artificiales contráctiles y corazones artificiales utilizando aleaciones con memoria de forma.
La invención y aplicación de las aleaciones con memoria de forma ha ampliado el conocimiento sobre las propiedades y funciones de los materiales metálicos, abriendo la misteriosa puerta conocida como materiales inteligentes o inteligentes.