Poster PMS

Amortiguamiento en materiales compuestos obtenidos empleando
aleaciones con memoria de forma.
M. Barrado1*, G.A. López2, M.L. Nó2, E.H. Bocanegra2, J.M. San Juan1
1Departamento

de Física de la Materia Condensada y 2Departamento de Física Aplicada II,
Facultad de Ciencia y Tecnología, Universidad del País Vasco, Apdo. 644 – 48080 Bilbao, España
*E-mail: mariano_barrado@ehu.esIntroducción
En los últimos años los materiales con alto amortiguamiento (HDM, high damping materials) han obtenido una gran
relevancia científica e industrial debido a su potencial utilización para solucionar problemas concernientes al aislamiento
mecánico (contaminación acústica, vibraciones en componentes electrónicos o protecciones antisísmicas en ingeniería civil).
Desde el punto de vistapráctico la optimización de estos materiales consistiría en combinar un alto amortiguamiento y una alta
rigidez en un amplio rango se temperaturas. Tradicionalmente se han estado usando polímeros para estos fines gracias a su
comportamiento viscoelástico, pero sus problemas de rigidez y estabilidad a relativamente bajas temperaturas han propiciado
la búsqueda de materiales alternativos. La figura demérito para amortiguamiento se define de manera adecuada como el
producto del módulo elástico E (rigidez) y el coeficiente de amortiguamiento tan (δ), siendo δ el ángulo del desfase entre la
tensión y la deformación, y es esta la figura que debe optimizarse. Entre lo materiales con estas propiedades se encuentran los
metales con alto amortiguamiento que presentan un amortiguamiento muy similaral de los polímeros, pero además poseen
una rigidez y estabilidad mucho mayores a las de estos últimos.

Las aleaciones con memoria de forma (SMA, Shape memory alloys) pueden ser consideradas como uno de estos metales
que poseen alto amortiguamiento y que han encontrado aplicaciones prácticas. Las SMA experimentan una transformación
martensítica reversible termoelástica entre la fase de altatemperatura (austenita) y la de baja temperatura (martensita) al ser
enfriadas o por la aplicación de una tensión. Su alta capacidad de amortiguamiento se debe a la disipación de energía que se
produce como consecuencia del movimiento histerético de las interfaces (interfaces de las variantes de martensita, fronteras de
grano, interfaces martensita/austenita) bajo el efecto de estímulosexternos.
Aunque las SMAs basadas en Cu presentan mayor amortiguamiento que las SMAs de Ni-Ti, son estas últimas las
comercialmente aplicadas, pero su alto coste hace que se investiguen aleaciones más baratas y con mejores propiedades
mecánicas. Aquí se propone un nuevo tipo de materiales compuestos basados en un alto porcentaje de polvos de SMA de CuAl-Ni obtenidos por atomización infiltrados enuna matriz metálica blanda. En este trabajo se presentan los resultados sobre la
microestructura y la capacidad de amortiguamiento de estos compuestos.

Detalles experimentales
Método de Producción

p

Técnicas de Caracterización

Materiales

1. Los polvos de Cu-Al-Ni SMA se colocan en el fondo de un tubo de teflón.

Tubo de teflón

2. Porciones de matriz se colocan también en elmismo tubo.

Compuestos

DB

• Microscopio óptico.

DC

3. Se hace el vacío de todo el montaje durante unas 6 h.

Polvos (%masa) Cu-14.15Al-3.3Ni (D) Cu-14.15Al-3.3Ni (D)

Matriz

4. La infiltración se lleva a cabo a una temperatura aproximada de 500 K,
dependiendo del tipo de matriz, aplicando una presión moderada un

Matriz

Baño de aceite

determinado tiempo (≈10 min). Eltratamiento térmico se lleva a cabo en un
baño en aceite (±0.1 K). Para envejecer la muestra simplemente se aumenta
5. Finalmente el montaje se enfría en agua a temperatura ambiente.

Ms

Mf

As

Af

253

206

220

289

• Espectroscopia mecánica mediante un
péndulo de torsión invertida de alta resolución.
• Calorimetría diferencial de barrido (DSC).

Resultados...