Consultar ensayos de calidad


Metales inteligentes - sQué son las aleaciones Inteligentes?, propiedades





Existen materiales que una vez que han aprendido algo lo recuerdan. Son los materiales con memoria de forma, capaces de experimentar transformaciones significativas a escala atómica ante estímulos externos, como pueden ser, por ejemplo, los cambios de temperatura o la aplicación de un campo magnético. El efecto de memoria de forma y súperelasticidad en las aleaciones SMA ya fue observado por Büehler y colaboradores en 1963 cuando descubrieron el Nitinol, una aleación de Níquel y Titanio que a temperaturas bajas puede ser deformado fácilmente, pero que al tomar alta temperatura cambia a una forma más dura, ejerciendo una fuerza estable. El efecto por el cual las SMA recuperan su forma es resultado de la transformación martensítica. En este tipo de transformación tenemos una fase de alta temperatura llamada austenita, también conocida como fase generatriz y de estructura cúbica. Si enfriamos el material, su estructura cambia y pasa a una estructura de laminillas, sumamente entretejidas y dispuestas en cortes alternados, llamada martensita. La estructura cortada en forma alternativa, es decir, en cortes opuestos consecutivos, conserva la forma general del cristal. El estado por el cual las SMA recuperan suforma es resultado de la transformación de fase sólida-sólida entre dos estructuras materiales, es decir, la austenita y la martensita. En el estado de martensita, una SMA es muy fácil de deformar mediante la aplicación de tensiones, en virtud de la propagación del contorno de la macla. Si en esta etapa se elimina la carga, la deformación de la martensita persiste, lo cual le da la apariencia de una deformación plástica. Sin embargo, después de ser deformada en el estado martensítico, calentamiento el provoca


una transformación de la martensita en austenita, con lo cual el componente recupera su forma original.



Cuando se quiere aprovechar la memoria de forma del material, se hace un enfriamiento rápido, de tal manera que se esté por debajo de la temperatura crítica, y una vez que se tiene esa martensita en frío, se deforma. Los tres principales tipos de aleaciones con memoria de forma son los de cobre - zinc aluminio - níquel , cobre-níquel, aluminio y níquel- titanio ( NiTi ) y en la actualidad han cobrado gran interés comercial debido al amplio rango de funciones que pueden cumplir en el área de la medicina, la odontología e industrial. Propiedades Estos materiales se pueden fabricar a casi cualquier forma y tamaño. El nivel de producción de aleaciones con memoria de forma es inferior a la del acero convencional, pero son de gran utilidad yaque algunas composiciones tienen un límite de elasticidad mayor que el plástico o el aluminio. El límite de elasticidad para el Ni Ti puede alcanzar los 500 MPa El alto costo del mismo metal y las condiciones de transformación hacen que sea difícil y costoso de implementar SMA en un diseño. Como resultado, estos materiales se utilizan en aplicaciones donde las propiedades super elástico o el efecto memoria de forma pueden ser explotadas. Una de las ventajas de utilizar aleaciones con memoria de forma es el alto nivel de deformación plástica que pueden ser inducidos. La tensión máxima que estos materiales puede sostener permanentemente sin daño es de hasta 8% para algunas aleaciones. Esto se compara con una tensión máxima de 0 % para los aceros convencionales. Aplicaciones ï‚· Industriales

Aviones Boeing , General Electric Aircraft Engines , Goodrich Corporation , la NASA , y All Nippon Airways desarrolló la geometría variable de Chevron con aleación con memoria de forma que reduce el ruido de los motores de aeronaves.



Tuberías En el comercio se venden tuberías de aleaciones inteligentes para acoplamientos con otras tubería (gracias a su deformabilidad aplicando calor), por ejemplo, la línea de tuberías de aceite para aplicaciones industriales, tuberías de agua y otros tipos similares de tuberías. Robótica También ha habido muchos estudios sobre eluso de estos materiales en robótica. Los puntos débiles de la tecnología son la ineficiencia energética, los tiempos de respuesta lentos y grandes de histéresis. El alambre de Nitinol también se usa en unos pocos trucos magia, en particular los de calor y de cambiar de forma. ï‚· Medicina

La década de 1980 vio la introducción comercial de nitinol como una tecnología que permite en una serie de aplicaciones médicas mínimamente invasivas endovasculares. Si bien es más costoso que el acero inoxidable, la ampliación de las propiedades de las aleaciones de nitinol auto fabricado a BTR (la temperatura del cuerpo de respuesta) han proporcionado una alternativa atractiva a los dispositivos de globo expandible en injertos de stent en el que la capacidad de adaptarse a la forma de ciertos vasos sanguíneos expuestos a la temperatura corporal. En promedio, el 50% de todos los vascular periférica stents disponibles actualmente en el mercado son fabricados con Nitinol. Optometría

Estos marcos
se hacen generalmente con las aleaciones con memoria de forma que su temperatura de transición establecida por debajo de la temperatura ambiente esperada. Esto permite que los marcos que se someten a grandes deformaciones bajo tensión recuperan su forma destinada una vez que el metal se descarga de nuevo. La gran fuerza ejercida se deben a la tensión inducida por efectomartensíticos, donde la estructura

cristalina puede generar una carga. Esto significa que las lentes fabricadas con aleaciones de memoria de forma son más robustas para no ser dañado accidentalmente. La cirugía ortopédica

Las aleaciones de memoria han sido utilizadas en cirugía ortopédica como un dispositivo de fijación de osteotomías, por lo general alrededor del pie y el tobillo. El dispositivo se almacena en un refrigerador en su forma maleable y se implanta en los agujeros previamente perforados en el hueso a través de una osteotomía. Como el elemento se calienta se vuelve a su estado no maleable y comprime las superficies óseas en conjunto para promover la unión de la osteotomía. ï‚· Odontología

La gama de aplicaciones para el SMA ha crecido a lo largo de los años, una importante área que se desarrollo fue la odontología. Un ejemplo es la prevalencia de los aparatos dentales con tecnología SMA para ejercer constante fuerzas a los dientes, el cable arco de nitinol fue desarrollado en 1972 por el ortodoncista Andreasen George. Esto revolucionó la ortodoncia clínica. La aleación de Andreasen tiene una memoria de la forma modelada, se expanden y contraen dentro de los rangos de temperatura dada por su programación geométrica. Harmeet D. Walia más tarde utilizó la aleación en la fabricación de los archivos de canal de la raíz de la endodoncia.



Política de privacidad