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Materiales con memoria de forma - Coggle Diagram
Materiales con memoria de forma
“La memoria de forma se define como la capacidad de un material de recuperar su forma inicial incluso tras haber sufrido grandes deformaciones.”
Un material con memoria de forma es capaz de recobrar una forma previamente definida cuando se les somete al procedimiento de tratamiento térmico apropiado, incluso después de soportar serias deformaciones.
El primer material con memoria de forma se descubrió en el U.S. Naval Ordenance Laboratory en 1963: la aleación níquel-titanio (NiTi). NITINOL.
El proceso que permite este comportamiento es la transformación austenita-martensita, que consiste en un cambio de estructura cristalográfica sin difusión, es decir, un reacomodo de los átomos debido a una deformación por cizalladura y sin migración de átomos.
Características
Pseudoelasticidad: Fen´omeno que se produce a temperatura constante en fase totalmente austen´ıtica.
Biocompatibilidad: Esto se debe a sus propiedades mec´anicas cercanas a las de los huesos y tejidos humanos.
Superelasticidad: Esto se refiere al hecho de que puede deformarse en torno a un 15 %.
Memoria de forma doble: Consiste en recordar la forma tanto a altas como a bajas temperaturas, es decir, una en estado austenítico y otra en estado martens´ıtico. Todo esto sin la aplicación de carga, tan solo calentando o enfriando.
Aplicaciones
Principalmente en la fabricación de stents coronarios que generalmente son implantes permanentes insertados con la ayuda de un catéter que mantiene el dispositivo a una temperatura por debajo de As y en fase martenística,
Clavos de fijación intramedular.
Acoplamientos recuperables por calor, sujetadores termorretráctiles, conectores desmontables, todas esas aplicaciones hacen uso de la fuerza creada por un elemento SMA deformado durante la recuperación restringida.
Dado que la fuerza de recuperación, tal como la generada por un elemento de memoria de forma constreñido, actúa en la dirección del cambio de forma recuperable, esta fuerza se puede utilizar para realizar un trabajo como actuador
Técnicas de caracterización
El análisis termogravimétrico da información de diferentes propiedades de los SMAs, midiendo cómo va cambiando la masa mientras se varía su temperatura, también útil para determinar el grado y curva de oxidación de un SMA.
El análisis de difracción de rayos X puede dar información sobre la composición del SMA, por ejemplo, dando información sobre una posible oxidación.
La microscopía electrónica de barrido puede brindar información sobre la estructura de la muestra y sobre el desgaste tras distintos análisis, también puede brindar información sobre su composición.
La hiéresis, aunque no consiste en una técnica de caracterización propiamente, sino un gráfico que compara dos propiedades, es una forma muy común de caracterizar un SMA, consiste en medir el estrés de una muestra en función de la tensión aplicada, este gráfico puede dar información sobre la estabilidad y otras propiedades del SMA.
Tendencias
Los materiales con memoria de forma pueden verse influidos por el ferromagnetismo, esta propiedad se ha estado estudiando para revisar la variación en la transformación martenística y austenítica.
Otro tipo de material compuesto consiste en recubrir materiales metálicos (generalmente alambres), usualmente de Aluminio, con SMAs, que con una buena adhesión puedan usarse para diferentes aplicaciones gracias a su resistencia y elasticidad.
Se están utilizados materiales compuestos donde el material con memoria de forma es recubierto con un polímero para mejorar sus propiedades tensiles.