Propriedades mecânicas do sistema de ligas com memória de forma Fe-Mn-Al-Cr-Ni. Crédito: Ciência (2020). DOI:10.1126 / science.abc1590
Uma equipe de pesquisadores da Tohoku University desenvolveu um novo tipo de liga superelástica com uma janela superelástica quase ilimitada. Em seu artigo publicado na revista Ciência , o grupo descreve as propriedades da nova liga e seus possíveis usos. Paulo La Roca e Marcos Sade com a Universidad Nacional de Cuyo – CNEA publicaram um artigo Perspective no mesmo número do periódico, descrevendo o estado das ligas flexíveis e o trabalho realizado pela equipe no Japão.
A maioria dos metais de uso diário pode dobrar um pouco. Para fazê-los voltar à sua forma original, geralmente é necessária a força de um martelo. Ligas superelásticas (também conhecidas como metais com memória de forma) podem ser dobradas com até 20 por cento de deformações e retornarão à sua forma original automaticamente. La Roca e Sade observam que a superelasticidade em metais pode ser explicada pela presença de transformações martensíticas induzidas por estresse. Mas há uma ressalva para essas ligas - elas só podem voltar à sua forma original quando estão em uma certa faixa de temperatura:sua janela superelástica.
Infelizmente, a maioria dessas janelas são bem pequenas, limitando o uso de metais superelásticos em aplicações práticas. Os cientistas gostariam de descobrir ligas que podem ser usadas em variações de temperatura mais amplas para uso em aplicações como as ciências espaciais (por causa dos extremos de temperatura). Neste novo esforço, os pesquisadores encontraram exatamente essa liga - uma com uma janela superelástica quase ilimitada. Durante o teste, sua janela superelástica encontrada foi de 10 a 473 K (-263 C ° a 200 C °), tornando-o aplicável em praticamente todos os ambientes naturais. Os pesquisadores observaram que a liga também apresentou uma expansão térmica muito baixa.
A faixa de temperatura do novo SEA à base de ferro em comparação com os SEAs convencionais à base de metal para uma mudança de tensão de 50 MPa. Crédito:Tohoku University
Uma comparação das curvas de tensão-deformação do novo SEA à base de ferro em comparação com a liga de Níquel-Titânio. Crédito:Tohoku University
A equipe criou a liga adicionando cromo a uma liga de Fe-Mn-Al-Ni. Ao fazê-lo, eles também mostraram que a mudança de entropia é controlável usando esta abordagem. A mudança de entropia para a nova liga foi testada para ser muito próxima de zero. Os pesquisadores também observam que a liga é ajustável variando a quantidade de cromo, o que destaca o fato de que a equipe realmente criou uma série de ligas "invar" superelásticas.
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