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Crean en Rusia un material metálico con propiedades especiales | Fotos

© Foto : aitoffMetal, imagen referencial
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Los científicos de la Universidad Nacional de Investigaciones Nucleares (MEPhI) y de la Universidad Nacional de Ciencia y Tecnología (MISIS) de Rusia han diseñado nuevos materiales funcionales de aleaciones con efecto memoria. Con ellos se podrían fabricar equipos de pequeño tamaño para la medicina y el sector aeroespacial.

Según los expertos, la aleación en cuestión pertenece a la categoría de materiales inteligentes con efecto memoria y superresistentes que, en caso de someterse a deformaciones de hasta un 14% son capaces de restablecer su forma al calentarse. Los resultados de la investigación están publicados en la revista Materials.

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El material es fruto de la aleación TiNiCu con un alto contenido de cobre mediante la combinación del enfriamiento superrápido del estado líquido y la deformación megaplástica intensa.

Según los científicos, las investigaciones llevadas a cabo en los últimos años pusieron de relieve que para obtener materiales con propiedades fuera de lo común es necesario crear estados únicos en su estructura ejerciendo una influencia extrema sobre los cuerpos sólidos.

CC BY 4.0 / MISIS/MEPhI / Muestras de aleación de TiNiCu en el estado inicial (a) y después de la deformación a n = 3 (b) y n = 5 (c)
Crean en Rusia un material metálico con propiedades especiales | Fotos - Sputnik Mundo
Muestras de aleación de TiNiCu en el estado inicial (a) y después de la deformación a n = 3 (b) y n = 5 (c)

Los materiales creados de ese modo en los estados extremos son el último avance en la ciencia de los materiales, y se usan ampliamente en la robótica, en las tecnologías aeroespaciales, en el sector energético, en la industria de aparatos, en la biomedicina y en la biotecnología.

"Debido a un templado superrápido con la velocidad de enfriamiento de la masa fundida de un millón de grados por segundo, se obtuvieron cintas de aleaciones del sistema TiNi-TiCu con un alto contenido en cobre de 30 a 50 micrómetros de espesor en el estado amorfo en forma de cristal metálico", destaca el empleado del Departamento de Física del Cuerpo Sólido y Nanosistemas de la MEPhI, Alexandr Sheliakov.
CC BY 4.0 / MISIS/MEPhI / Imágenes típicas de superficies sin contacto (a) y de contacto (b) y sección transversal (c) de cintas de TiNiCu apagadas rápidamente (para la aleación con 34 a.% Cu).
Imágenes típicas de superficies sin contacto (a) y de contacto (b) y sección transversal (c) de cintas de TiNiCu apagadas rápidamente (para la aleación con 34 a.% Cu) - Sputnik Mundo
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Imágenes típicas de superficies sin contacto (a) y de contacto (b) y sección transversal (c) de cintas de TiNiCu apagadas rápidamente (para la aleación con 34 a.% Cu).
CC BY 4.0 / MISIS/MEPhI / Sección transversal de las cintas de TiNiCu hiladas fundidas que contienen 30 a.% Cu (a, b), 34at.% Cu (c) y 38 a.% Cu (d) después de torsión a presión (HPT) a n = 5.
Sección transversal de las cintas de TiNiCu hiladas fundidas que contienen 30 a.% Cu (a, b), 34at.% Cu (c) y 38 a.% Cu (d) después de torsión a alta presión (HPT) a n = 5 - Sputnik Mundo
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Sección transversal de las cintas de TiNiCu hiladas fundidas que contienen 30 a.% Cu (a, b), 34at.% Cu (c) y 38 a.% Cu (d) después de torsión a presión (HPT) a n = 5.
CC BY 4.0 / MISIS/MEPhI / Sección transversal de las cintas de TiNiCu hiladas fusión que contienen 30 a.% Cu (a-d), 34 a.% Cu (e) y 38 a% Cu (f) después de HPT (n = 5) y cristalización en el calorímetro.
Sección transversal de las cintas de TiNiCu hiladas por fusión que contienen 30 a.% Cu (a-d), 34 a.% Cu (e) y 38 a% Cu (f) después de HPT (n = 5) y cristalización en el calorímetro - Sputnik Mundo
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Sección transversal de las cintas de TiNiCu hiladas fusión que contienen 30 a.% Cu (a-d), 34 a.% Cu (e) y 38 a% Cu (f) después de HPT (n = 5) y cristalización en el calorímetro.
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Imágenes típicas de superficies sin contacto (a) y de contacto (b) y sección transversal (c) de cintas de TiNiCu apagadas rápidamente (para la aleación con 34 a.% Cu).
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Sección transversal de las cintas de TiNiCu hiladas fundidas que contienen 30 a.% Cu (a, b), 34at.% Cu (c) y 38 a.% Cu (d) después de torsión a presión (HPT) a n = 5.
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Sección transversal de las cintas de TiNiCu hiladas fusión que contienen 30 a.% Cu (a-d), 34 a.% Cu (e) y 38 a% Cu (f) después de HPT (n = 5) y cristalización en el calorímetro.

Las cintas finas obtenidas mediante el templado superrápido de las aleaciones TiNiCu demostraron ser un material prometedor para crear dispositivos de pequeño tamaño y de funcionamiento rápido, porque se caracterizan por una histéresis estrecha de temperaturas al recuperar la forma inicial.

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"Posteriormente aplicamos el método de torsión con alta presión. Las cintas amorfas se colocaron entre dos yunques y se comprimieron bajo una presión gigantesca. El yunque inferior se giró y el patrón se deformó por deslizamiento bajo la influencia de las fuerzas de rozamiento superficial. Como se aplicó la compresión y la torsión simultáneamente, el patrón no se destruyó, sino que se sometió a la deformación megaplástica", señala Sheliakov.

Según los científicos, esto hace posible desarrollar nuevos materiales funcionales con un buen efecto memoria y con una estructura homogénea  submicro y nanodimensional. Esto ayudará a crear una serie de microdispositivos: micropinzas, microválvulas, microagarradores y micromecanismos propulsores para áreas como la microbiotecnología o las tecnologías de sistemas micro y nanoelectromecánicos.

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