La pseudoelasticidad , a veces llamada superelasticidad , es una respuesta elástica (reversible) a una tensión aplicada , causada por una transformación de fase entre las fases austenítica y martensítica de un cristal. Se exhibe en aleaciones con memoria de forma .
La pseudoelasticidad se debe al movimiento reversible de los límites de los dominios durante la transformación de fase, en lugar de simplemente al estiramiento del enlace o la introducción de defectos en la red cristalina (por lo tanto, no es una verdadera superelasticidad sino más bien una pseudoelasticidad). Incluso si los límites del dominio quedan fijados, pueden revertirse mediante calentamiento. Por lo tanto, un material pseudoelástico puede volver a su forma anterior (por lo tanto, memoria de forma ) después de la eliminación de tensiones aplicadas incluso relativamente altas. Un caso especial de pseudoelasticidad se llama Correspondencia de Bain. Esto implica la transformación de fase austenita/martensita entre una red cristalina centrada en las caras (FCC) y una estructura cristalina tetragonal centrada en el cuerpo (BCT). [1]
Las aleaciones superelásticas pertenecen a la familia más amplia de aleaciones con memoria de forma . Cuando se carga mecánicamente, una aleación superelástica se deforma reversiblemente a deformaciones muy altas (hasta un 10%) mediante la creación de una fase inducida por tensión. Cuando se retira la carga, la nueva fase se vuelve inestable y el material recupera su forma original. A diferencia de las aleaciones con memoria de forma, no se necesita ningún cambio de temperatura para que la aleación recupere su forma inicial.
Los dispositivos superelásticos aprovechan su gran deformación reversible e incluyen antenas , monturas de gafas y stents biomédicos .
El níquel titanio (Nitinol) es un ejemplo de aleación que presenta superelasticidad.
Recientemente, ha habido interés en descubrir materiales que exhiban superelasticidad en nanoescala para aplicaciones MEMS (sistemas microelectromecánicos). Ya se ha informado de la capacidad de controlar la transformación de la fase martensítica . [2] Pero se ha observado que el comportamiento de la superelasticidad tiene efectos de tamaño en nanoescala.
Cualitativamente hablando, la superelasticidad es la deformación reversible por transformación de fase. Por tanto, compite con la deformación plástica irreversible por movimiento de dislocación. A nanoescala, la densidad de dislocaciones y los posibles sitios de origen Frank-Read se reducen considerablemente, por lo que el límite elástico aumenta con el tamaño reducido. Por lo tanto, para los materiales que exhiben un comportamiento de superelasticidad en nanoescala, se ha descubierto que pueden operar en ciclos a largo plazo con poca evolución perjudicial. [3] Por otro lado, el estrés crítico para que se produzca la transformación de la fase martensítica también aumenta debido a la reducción de los posibles sitios para que comience la nucleación . La nucleación suele comenzar cerca de la dislocación o en defectos de la superficie. Pero en el caso de los materiales a nanoescala, la densidad de dislocaciones se reduce considerablemente y la superficie suele ser atómicamente lisa. Por lo tanto, la transformación de fase de materiales a nanoescala que exhiben superelasticidad generalmente resulta homogénea, lo que resulta en una tensión crítica mucho mayor. [4] Específicamente, para Zirconia, donde tiene tres fases, se ha descubierto que la competencia entre la transformación de fase y la deformación plástica depende de la orientación, [5] lo que indica la dependencia de la orientación de la energía de activación de la dislocación y la nucleación. Por lo tanto, para materiales a nanoescala adecuados para la superelasticidad, se debe investigar sobre la orientación optimizada del cristal y la rugosidad de la superficie para lograr el efecto de superelasticidad más mejorado.
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