Cómo puede el nitinol encender un aspersor
La aleación de níquel y titanio, también conocida como nitinol, es una aleación binaria compuesta de níquel y titanio. Los dos elementos son aproximadamente iguales en porcentaje atómico (el nitinol 55 y el nitinol 60 son comunes). Debido a los cambios de temperatura y presión mecánica, el nitinol presenta dos fases de estructura cristalina diferentes, a saber, la fase austenítica y la fase martensítica.
En el nitinol, la austenita se denomina fase madre, que es la fase cristalina que presenta la aleación a alta temperatura. Cuando la temperatura disminuye, la austenita se convierte gradualmente en martensita (subfase).
En el proceso de transformación de martensita y austenita, existen cuatro tipos de temperaturas:
As: la temperatura a la que la martensita comienza a convertirse en austenita durante el proceso de aumento de temperatura.
Af: la temperatura a la que la martensita termina de convertirse en austenita durante el proceso de aumento de temperatura.
Ms: temperatura a la que la austenita comienza a convertirse en martensita durante el proceso de descenso de temperatura.
Mf: temperatura a la que la austenita termina de convertirse en martensita durante el proceso de descenso de la temperatura.
La transformación de fase del nitinol tiene una histéresis térmica, por lo que As no es igual a Mf, por la misma razón, Af no es igual a Ms.
Elnitinol tiene dos características: efecto de memoria de forma (SME) y superelasticidad (SE).
1. 1. Memoria de forma
La memoria de forma se produce cuando la fase madre de una determinada forma se enfría desde por encima de la temperatura Af hasta por debajo de la temperatura Mf y forma completamente la martensita, deformando la martensita por debajo de la temperatura Mf. Después de ser calentado por debajo de la temperatura Af, con la transformación de fase inversa, el material restaurará automáticamente su forma en fase madre. De hecho, el efecto de memoria de forma es un proceso de transición de fase del nitinol inducido térmicamente. Se refiere a la capacidad del nitinol para deformarse a una cierta temperatura y luego restaurar la forma original, no deformada, cuando la temperatura es superior a su "temperatura de transición".
2. Superelasticidad
La denominada superelasticidad se refiere al fenómeno en el que la muestra produce una deformación muy superior a la deformación límite elástica bajo el efecto de fuerzas externas y la deformación puede restablecerse automáticamente durante la descarga. En la fase madre, debido al efecto de la tensión externa, la deformación desencadena la transición de fase martensítica, de modo que la aleación presenta comportamientos mecánicos diferentes a los de los materiales ordinarios. Su límite elástico es mucho mayor que el de los materiales ordinarios. Y ya no sigue la Ley de Hooke. En comparación con el efecto de memoria de forma, la superelasticidad no implica calor.
