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    Una placa metálica

    Científicos aumentan la elasticidad de los cristales metálicos tras congelarlos

    CC0 / Pixabay
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    Los investigadores de la Universidad Nacional de Ciencia y Tecnología de Rusia MISIS (NUST MISIS) aplicaron el método criotérmico a los cristales metálicos y entendieron cómo aumentar su elasticidad sin que pierdan su firmeza.

    El artículo sobre su investigación fue publicado en la revista NPG Asia Materials.

    Los cristales metálicos (o aleaciones amorfas) se usan en varias áreas: materiales magnéticos y herramientas médicas o ruedas de engranaje en micromotores y equipos de gimnasio. Estos cristales son muy sólidos y resistentes al desgaste y la corrosión.

    Mientras, todos los cristales metálicos tienen un defecto: son poco elásticos —o tienden a ser frágiles—. Este defecto puede eliminarse mediante su 'rejuvenecimiento', que consiste en colocar el material a un nivel energético más alto, algo que aumenta su resistencia a la deformación sin perder la solidez.

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    Los científicos de la NUST MISIS, junto a Serguéi Ketov (egresado de la NUST MISIS), estudiaron la influencia del procesamiento criotérmico —método consistente en el enfriamiento cíclico de muestras en nitrógeno líquido— en las características de los cristales metálicos.

    "Hemos descubierto que el uso de ciclos criotérmicos puede estimular el 'rejuvenecimiento' de unos cristales y la relajación —el proceso contrario al rejuvenecimiento— de otros, algo de lo que depende su composición", explica el profesor titular de la Universidad de Tohoku Dmitri Luzguín, quien encabeza el grupo de investigadores.

    Gracias a la microscopía de fuerza atómica, los científicos descubrieron que el procesamiento criotérmico aumenta también drásticamente la capacidad del material de resistir a la distensión o la contracción cuando la superficie de muestras —una capa fina de decenas de nanómetros de espesor— es sometida a una fuerte deformación.

    Este efecto se pierde tras la exposición del cristal a la temperatura ambiente. Mientras tanto, el efecto volumétrico se conserva y permite mejorar la elasticidad de la aleación.

    "El procesamiento criotérmico parece ser un método universal y fácil para modificar las características, rejuvenecer o relajar los cristales metálicos. Es importante que sea capaz tanto de aumentar la elasticidad como de reducirla. Es necesario elegir meticulosamente la composición de la aleación partiendo de la estructura atómica del material", destaca Luzguín.

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    Según los autores, se sigue investigando la influencia de este método en la estructura y las características de varios materiales. Después de que el proceso pueda ser controlado, se podrán hacer más elásticos no solo los grandes cristales metálicos, sino también materiales compuestos 'cristal metálico-cristal', cuyo 'rejuvenecimiento' puede tener un efecto más notable debido a su estructura menos homogénea.

    Aleación amorfa con la base de aluminio
    © Foto : NUST MISIS
    Aleación amorfa con la base de aluminio

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    criogenia, ciencia, tecnología, metales, Universidad Nacional de Ciencia y Tecnología de Moscú (MISiS), Rusia