Propiedades Del Nitinol
Páginas: 8 (1875 palabras)
Publicado: 19 de abril de 2012
PROPIEDADES DEL NITINOL
1. Principios generales.
Existen materiales que reaccionan bajo cambios físicos o químicos, variaciones de campos magnéticos o eléctricos, y que al volver a las condiciones iniciales recuperan su forma original, capaces de repetir este proceso infinidad de veces sin deteriorase.
Son los materiales con memoria de forma, capaces de auto diagnosticarse y repararse,gracias a su capacidad de cambio. A estos materiales se les asigna una forma inicial, y después de ser sometidos al campo físico o reacción química correspondiente, se ajusta su forma, de manera que se consigue que, en la presencia de dicho campo o reacción el material varíe entre las dos formas deseadas.
La diferencia de simetría entre ambas estructuras es la clave para la recuperación de laforma. Un ejemplo de este tipo de materiales, como ya hemos visto, es el Nitinol.
Esta recuperación de forma de la aleación de un metal como es el Nitinol puede existir en dos estructuras cristalinas (fases) diferentes, dependientes de la temperatura, llamadas martensita (dicha fase se genera a partir de una transformación de fases sin difusión, a una velocidad que es muy cercana a la velocidaddel sonido en el material) y austenita ( fase dúctil y blanda compuesta por hierro de estructura cristalina cúbica y caras centradas).
Cuándo la martensita del Nitinol se calienta, comienza a transformarse en austenita (Figura A). La temperatura a la que este fenómeno se inicia es la temperatura llama austenita inicial (As) y con la que se completa es: austenita final (Af). Cuando la austenitadel Nitinol se enfría, comienza a cambiar a la martensita. La temperatura a la que este fenómeno se inicia se denomina temperatura martensítica inicial (Ms). La temperatura a la que martensita es de nuevo completamente revertida se llama temperatura martensita final (Mf).
La composición y los tratamientos metalúrgicos tienen un impacto dificil en las temperaturas de transición anterioriores.Desde el punto de vista de las aplicaciones prácticas, el Nitinol puede tener tres formas diferentes: martensita, martensita inducida por el estrés (super elástico), y austenita. Cuando el material se encuentra en su forma martensita, es blando y dúctil y puede ser fácilmente deformado (algo así como estaño blando). El Nitinol supe elástico es parecido a la goma, mientras que el austenítico es muyfuerte y duro (similar a la de titanio) (Figura B). El Nitinol tiene todas estas propiedades, su expresión concreta va en función de la temperatura a la que se expone.
2. Histéresis
El rango de temperatura para la transformación de martensita a austenita, es decir, la transición de blando a duro, incrementando temperatura, es algo mayor que el de la transformación inversa en refrigeración(Figura A). La diferencia entre las temperaturas de transición sobre el calntamiento y la refrigeración se llama histéresis. La histéresis se define generalmente como la diferencia entre las temperaturas en las cuales el material es de 50% trnsformado en austenita calentándose y el 50% transformado en martensita en el enfriamiento. Esta diferencia puede ser de hasta 20 o 30°C. En la práctica, estosignifica que se requiere una refrigeración cerca de 5 ° C para reconvertirse totalmente en martensita (Mf).
Figura: A) la transformación martensítica y la histéresis (H) con el cambio de la temperatura.
B) el comportamiento tensión-deformación de las diferentes fases del Nitinol a temperatura constante.
3. Efecto de Memoria.
El Nitinol detecta un cambio en la temperatura ambiente y es capazde convertir su forma a una estructura pre-programada. En el momento en el que el Nitinol es blando y fácilmente deformable, se encuentra en baja temperatura (martensita), que vuelve a su forma original y rigidez cuando se calienta hasta recuperar si forma pre-programada o inicial cuando la temperatura es alta (austenita) (Figura A). Esta característica se conoce como memoria o recuperación...
1. Principios generales.
Existen materiales que reaccionan bajo cambios físicos o químicos, variaciones de campos magnéticos o eléctricos, y que al volver a las condiciones iniciales recuperan su forma original, capaces de repetir este proceso infinidad de veces sin deteriorase.
Son los materiales con memoria de forma, capaces de auto diagnosticarse y repararse,gracias a su capacidad de cambio. A estos materiales se les asigna una forma inicial, y después de ser sometidos al campo físico o reacción química correspondiente, se ajusta su forma, de manera que se consigue que, en la presencia de dicho campo o reacción el material varíe entre las dos formas deseadas.
La diferencia de simetría entre ambas estructuras es la clave para la recuperación de laforma. Un ejemplo de este tipo de materiales, como ya hemos visto, es el Nitinol.
Esta recuperación de forma de la aleación de un metal como es el Nitinol puede existir en dos estructuras cristalinas (fases) diferentes, dependientes de la temperatura, llamadas martensita (dicha fase se genera a partir de una transformación de fases sin difusión, a una velocidad que es muy cercana a la velocidaddel sonido en el material) y austenita ( fase dúctil y blanda compuesta por hierro de estructura cristalina cúbica y caras centradas).
Cuándo la martensita del Nitinol se calienta, comienza a transformarse en austenita (Figura A). La temperatura a la que este fenómeno se inicia es la temperatura llama austenita inicial (As) y con la que se completa es: austenita final (Af). Cuando la austenitadel Nitinol se enfría, comienza a cambiar a la martensita. La temperatura a la que este fenómeno se inicia se denomina temperatura martensítica inicial (Ms). La temperatura a la que martensita es de nuevo completamente revertida se llama temperatura martensita final (Mf).
La composición y los tratamientos metalúrgicos tienen un impacto dificil en las temperaturas de transición anterioriores.Desde el punto de vista de las aplicaciones prácticas, el Nitinol puede tener tres formas diferentes: martensita, martensita inducida por el estrés (super elástico), y austenita. Cuando el material se encuentra en su forma martensita, es blando y dúctil y puede ser fácilmente deformado (algo así como estaño blando). El Nitinol supe elástico es parecido a la goma, mientras que el austenítico es muyfuerte y duro (similar a la de titanio) (Figura B). El Nitinol tiene todas estas propiedades, su expresión concreta va en función de la temperatura a la que se expone.
2. Histéresis
El rango de temperatura para la transformación de martensita a austenita, es decir, la transición de blando a duro, incrementando temperatura, es algo mayor que el de la transformación inversa en refrigeración(Figura A). La diferencia entre las temperaturas de transición sobre el calntamiento y la refrigeración se llama histéresis. La histéresis se define generalmente como la diferencia entre las temperaturas en las cuales el material es de 50% trnsformado en austenita calentándose y el 50% transformado en martensita en el enfriamiento. Esta diferencia puede ser de hasta 20 o 30°C. En la práctica, estosignifica que se requiere una refrigeración cerca de 5 ° C para reconvertirse totalmente en martensita (Mf).
Figura: A) la transformación martensítica y la histéresis (H) con el cambio de la temperatura.
B) el comportamiento tensión-deformación de las diferentes fases del Nitinol a temperatura constante.
3. Efecto de Memoria.
El Nitinol detecta un cambio en la temperatura ambiente y es capazde convertir su forma a una estructura pre-programada. En el momento en el que el Nitinol es blando y fácilmente deformable, se encuentra en baja temperatura (martensita), que vuelve a su forma original y rigidez cuando se calienta hasta recuperar si forma pre-programada o inicial cuando la temperatura es alta (austenita) (Figura A). Esta característica se conoce como memoria o recuperación...
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