ALEACIONES CON MEMORIA DE FORMA

Materiales inteligentesMATERIALES CON MEMORIA DE FORMARUIZ JUMPA JHONATANVAZQUES QUISPE GUSTAVOVERTIZ ORIZANO ABELUNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DEL PERFACULTAD DE INGENIERA MECNICALa capacidad de recordar la forma o tamao original y recuperarla de forma reversible frente a un estmulo externo.

ALEACIONES----- TRATAMIENTO TERMICO y MAGNETICAPOLIMEROS ------- TERMICO- INDUCIDO

INCLUSO RECUPERAR EL ESTADO TENCIONAL Aplican fuerzas.EFETO DE MEMORIA DE FORMASe les podra llamar tambin

ALEACIONES RENCOROSAS

ya que siempre recuerdan lo que se les hizo en el pasado

Atendiendo a su naturaleza qumica, los materiales con memoria de forma se pueden clasificar en:

Aleaciones metlicas con memoria de forma (SMA)Aleaciones metlicas con memoria de forma inducida magnticamente (FSMA)Cermicas con memoria de forma (SMC)Polmeros con memoria de forma (SMP).

CLACIFICACIONSon aleaciones metlicas que pueden recuperar su forma original tras un simple calentamiento despus de ser deformadas plsticamenteEl efecto por el cual las SMA recuperan su forma es resultado de la transformacin martensticaOtras de las propiedades encontradas en este tipo de aleaciones son el efecto superelstico, el efecto cauchtico y una capacidad elevada de amortiguamiento.

ALEACIONES CON MEMORIA DE FORMA(SMA)El origen del efecto de memoria de forma se basa en la presencia de diferentes estructuras internas a diferentes temperaturas.Transformacin martensiticaFASESALTA TEMPERATURA BAJAS TEMPERATURASMARTENSITA(Estructura de laminillas, sumamente entretejidas y dispuestas en cortes alternados)AUSTENITA(Generatriz y de estructura cbica.)

Temperaturas crticas de la transformacin martenstica.

El material recupera su forma gracias a la accin de la martensita termoelstica.Fenmeno de memoria de forma

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Esquema que ejemplifica como una barra de una aleacin con Memoria de Forma sufre una transformacin de fase y RECUERDA su forma original.

EFECTO SIMPLE: el material nicamente recuerda la forma de la fase austenita originalEFECTO DOBLE:el material es capaz de recordar tambin la forma de la fase martensita bajo ciertas condiciones

Efectos de memoria en aleaciones

Se produce cuando la aleacin es deformada en fase austenita, formndose una fase martensita provisional (inestable), y recupera su dimensin original (fase austenita) al cesar la tensin externa.

CAPACIDAD ELSTICA FURA DE LO COMNEfecto sper elstico

Para muchas aplicaciones la transformacin martenstica por efecto de la temperatura no es lo suficientemente rpida o un cambio en la temperatura / presin puede dar al traste con el fenmeno. Por ello, se buscan sistemas de aleaciones en las cuales la memoria de forma pueda ser controlada exclusivamente por un campo magntico externo.

Aleaciones metlicas con memoria de forma inducida magnticamente (FSMA)

En el anlisis de la capacidad de memoria de forma en polmeros es imprescindible considerar : constitucin, configuracin o conformacinSe basa en la elasticidad intrnseca de los polmeros, es decir, el efecto aparece por simples razones entrpicas, lo que permite deformaciones mucho mayoresPOLMEROS CON MEMORIA DE FORMA (SMP)PropiedadesPolmeros con memoria de formaAleaciones con memoria de formaDensidad(g/cm3)0,9 ~ 1,16 ~ 8Mdulo a T Ttran(GPa)(0,1~ 10)x10-328 ~ 41Deformacin recuperable(%)250 ~ 8006 ~ 10Temperatura de recuperacin(oC)-10 ~ 100-10 ~ 100Fuerza requerida para la deformacin(MPa)1 ~ 350 ~ 200Fuerza de recuperacin(MPa)1 ~ 3150 ~ 300Velocidad de recuperacin 100C), altas presionesCostebajoaltoComparacin: Polmeros y aleaciones metlicas

Aleaciones con memoria de formaLas aleaciones con memoria de forma (abreviado SMA Shape Memory Alloy). Son aleaciones metlicas que, despus de una deformacin aparentemente plstica, vuelven a su forma original tras un calentamiento. Los mismos materiales, dentro de un determinado rango de temperaturas, pueden ser deformados hasta casi un 10 % volviendo a recuperar su forma original. Estos inusuales efectos so llamados memoria de forma trmica (o efecto memoria forma) y memoria forma elstica (o supe elasticidad).INTRODUCCIONMARTENSITA: Perspectiva microscpica

La transformacin de estado de los solidos son de dos tipos: DE DIFUSION Y DESPLAZAMIENTO.

Las transformaciones martensiticas son generalmente de este segundo tipo, y se forman enfriando desde una fase a alta temperatura llamada FASE MADRE O AUSTENITA. Son adems, transformaciones independientes de la difusin, que se produce de modo instantneo y manteniendo una relacin de orientacin entre la fase madre y la martensitica. LA TRANSFORMACION MARTENSITICAMARTENSITA: Perspectiva macroscpica.

Desde un punto de vista macroscpico prcticamente todas las propiedades fsicas de la ausentita y mar tensita son diferentes, y por ello a medida que atravesamos el punto de transformacin mediante una variacin de las temperaturas, aparecen una gran variedad de cambios en las propiedades significativas. Las temperaturas Ms, Mf, As y Af que se refieren a las temperaturas a las cuales la transformacin martensitica comienza y acaba. No existe pues, una determinada temperatura, sino un rango de temperatura en el que se produce la transformacin denominadas TEMPERATURAS CARACTERISTICAS O TEMPERATURAS DE TRANSFORMACION.

LA TRANSFORMACION MARTENSITICAExisten muchas aleaciones que presentan los mecanismos de memoria de forma y superelasticidad, pero solo unas pocas han sido desarrolladas comercialmente, como las de NiTi, NiTi-X (donde X es un elemento ternario) y Cu- Zn-Al. En la actualidad, el 90% de las nuevas aplicaciones estn basadas en NiTi, NiTiCu y NiTiNb.TIPOS DE ALEACIONES CON MEMORIA DE FORMA

Las aleaciones NiTi so capaces de sufrir deformaciones relativamente altas sin que sean permanentes (alrededor de 8-10%), son relativamente estables frente a las aplicaciones cclicas, tienen una elevada resistividad elctrica y son resistentes a la corrosin.ALEACIONES CON MEMORIA DE FORMA NIQUEL-TITANEO

APLICACIONES DE MATERIALES CON MEMORIA DE FORMA

Haces pocos mese se anuncio que se esta desarrollando un sistema de seguridad para autos usando materiales inteligentesEsta tecnologa esta sustentada en un conjunto de sensores y radares capaz de detectar previamente un choque inminente y enviar una corriente elctrica, segundos antes del impacto, a la zona de la carrocera en peligro, la cual est fabricada con una aleacin metlica con memoria de forma.EN LA INDUSTRIA AUTOMOTRIZ

La aleacin NiTi es la aleacin mas utilizada en aplicaciones biomdicas porque tiene buenas propiedades mecnicas, qumicas (resistente a la corrosin, disolucin y descomposicin) y biolgicas (incompatibilidad, citotoxicidad, carcinogenicidad, etc.)Las propiedades asociadas a la transformacin martensitica termoelastica (memoria de forma, superelasticidad, pseudoelasticidad), as como una buena resistencia a la corrosin, al desgaste, y aceptables propiedades mecnicas, hacen a las aleaciones Ni-Ti las mas empleadas para las aplicaciones biomdicas.EN LA BIOMDICACiruga cardiovascular. Principalmente se emplea para fabricar stents coronarios. Los stents son generalmente implantes permanentes, que son insertados con la ayuda de un catter que mantiene el dispositivo a una temperatura por debajo de As, y en ase martenstica, hasta el momento del despliegue. Cuando el stent sale del catter es calentado por el medio fisiolgico y cambia de forma.

El hueso se repara mas rpidamente cuando las caras de fractura estn sometidas a tensiones de compresin continuas. Utilizando un material con memoria de forma, una compresin de este tipo esta asegurada por el retorno del material a su forma.

Ortopedia. Presentan mltiples aplicaciones en este campo:Placas de osteosntesis. Estas se fijan con tornillos al hueso en ambos lados de la fractura.

Clavos de fijacin intramedular. Se colocan en la cavidad medular a fin de fijar huesos fracturados

Grapas de fijacin sea para simplemente juntar partes de huesos fracturados

Varillas de Harrington para corregir la escoliosis.

EN APARATOS DENTALES

EN LA ELECTRNICA

Celular flexibleEN LA AERONAUTICA Y ESPACIAL

Conduccioneshidrulicas y neumticas

Sistemas de control mecnico

MONTURAS DE GAFAS

DIFERENCIAS EN FORMAS

Diferencias en formas en elementos con Memoria de Forma a baja (azul) y alta temperatura (rojo).Dado que las temperaturas de transformacin son tan sensibles a la composicin, el mtodo de aleado ha de ser muy cuidadoso, cualquier contaminante significara cambiar la aleacin y probablemente desecharla. Se utilizan principalmente dos mtodos:

Aleado en vaco por induccin VIM

Realeado en vaco por arco VARCaractersticas del mtodo de aleacinGRACIAS!!!!!