Nitinol, una aleación de níquel y titanio con memoria de forma

¿Sabías que un elemento de metal tiene la posibilidad de tener memoria? Pues así es, hay ciertas aleaciones llamadas -aleaciones con memoria de, etc...

Nitinol

¿Sabías que un elemento de metal tiene la posibilidad de tener memoria? Pues así es, hay ciertas aleaciones llamadas -aleaciones con memoria de forma- que recuerdan su forma original y tienen la posibilidad de recuperarla después de ser deformadas. Curioso, ¿no? Veamos de qué trata este material y conozcamos algunas de sus características.

Historia de las SMA

El nitinol es una aleación de níquel y titanio (NiTi), creado por William Beuhler, en los laboratorios de la Naval Ordnance Laboratory (ahora Naval Surface Warfare Center) en la década de 1960. Sin embargo, los primeros pasos en el descubrimiento del efecto memoria de forma (SMA) fueron, según Miyazaki y Otsuka [MIY,1989] en los años 1930, cuando A.Ölander descubrió el efecto superelástico en una aleación Au-Cd en 1932 [OLA, 1932] y, más tarde, Greninger y Mooradian [GRE, 1938] observaron la aparición y desaparición de fase martensita a medida que crecía y decrecía la temperatura en una aleación de Cu-Zn.

Características generales del nitinol

El nombre NITINOL es un acrónimo de Níquel, Titanio y Naval Ordnance Laboratory, el sitio donde fue realizado. Lo curioso de esta aleación, en relación a las SMA's anteriores, es que es muy barato, resistente a la corrosión y no posee efectos tóxicos.

La relación entre níquel y titanio es exactamente de un 55% y 45% respectivamente y, aunque parecen proporciones muy semejantes, una mínima alteración tendría un efecto dramático en la temperatura de transición.

¿Cómo funciona esta transformación?

Fundamentalmente, la transformación es el cambio de etapa en su composición cristalina, entre su forma austenita y su forma martensita. En su estado o forma austenita el material es fuerte y formado a altas temperaturas. En su estado martensita el material es débil y se encuentra a bajas temperaturas.

Si un elemento de nitinol está en su forma martensítica puede ser deformado de forma sencilla, porque el material es débil. Si el objeto se somete a una fuente de calor, de manera rápida va a tomar su forma original con enorme fuerza.

Nitinol estructura cristalina

Nitinol fases

En la imagen anterior podemos comprobar cómo los átomos están débilmente formados en el estado martensita, pasando por un proceso de transformación, y al recibir calor retoman su forma original, también podemos observar que en el estado austenita los átomos están muy bien alineados.

Este proceso de transformación del material es la base de ambas características esenciales de esta aleación: el recordar su forma y la superelasticidad. La propiedad de supereslasticidad supone que en los dos estados el material es altamente maleable.

Observa este vídeo acerca de cómo trabaja la transformación, vas a ver como este metal regresa a su forma original con el calor:

- Vídeo -


- Vídeo -


Algunas características físicas del nitinol
Temperatura de transformación: -200 a 100ºC
Punto de derretimiento: 1.300ºC o 2.370ºF
Densidad: 6.45 gr/cm³
Performance de corrosión: Excelente

Aplicaciones prácticas del nitinol

Las características para recordar la forma original y la superelasticidad hacen de este material, un increíble recurso para innovar en aplicaciones cada vez más sofisticadas.

Las características del nitinol han sido de mucha utilidad en una cantidad considerable de campos, ha sido usada para aplicaciones militares, en seguridad y en robótica. Pero la utilización más reciente e importante ha sido en el campo de la medicina. Siento utilizada en pinzas y tijeras más eficaces para cirugías y alambres de ortodoncia, hasta guías para sondas vasculares.

El nitinol es uno de las aleaciones más usadas por ser biocompatible y de bajo coste, pero también podemos hallar otras aleaciones con memoria de forma como cobre-aluminio-níquel; cobre-zinc-aluminio o hierro-manganeso-silicio.


Fuente: vix.com

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