Proprietà meccaniche del sistema di leghe a memoria di forma Fe-Mn-Al-Cr-Ni. Credito: Scienza (2020). DOI:10.1126/science.abc1590
Un team di ricercatori della Tohoku University ha sviluppato un nuovo tipo di lega superelastica con una finestra superelastica quasi illimitata. Nel loro articolo pubblicato sulla rivista Scienza , il gruppo descrive le proprietà della nuova lega e i suoi possibili usi. Paulo La Roca e Marcos Sade con l'Universidad Nacional de Cuyo-CNEA hanno pubblicato un pezzo di Prospettiva nello stesso numero della rivista che descrive lo stato delle leghe pieghevoli e il lavoro svolto dal team in Giappone.
La maggior parte dei metalli nell'uso quotidiano può piegarsi leggermente. Per farli tornare alla loro forma originale generalmente richiede una forza come quella di un martello. Le leghe superelastiche (note anche come metalli a memoria di forma) possono essere piegate con deformazioni fino al 20% e ritorneranno automaticamente alla loro forma originale. La Roca e Sade notano che la superelasticità nei metalli può essere spiegata dalla presenza di trasformazioni martensitiche indotte dallo stress. Ma c'è un avvertimento per tali leghe:possono tornare alla loro forma originale solo quando si trovano in un certo intervallo di temperature:la loro finestra superelastica.
Sfortunatamente, la maggior parte di queste finestre sono piuttosto piccole, limitare l'uso di metalli superelastici nelle applicazioni pratiche. Gli scienziati vorrebbero scoprire leghe che possono essere utilizzate in variazioni di temperatura più ampie per l'uso in applicazioni come la scienza spaziale (a causa delle temperature estreme). In questo nuovo sforzo, i ricercatori hanno trovato proprio una lega del genere, una con una finestra superelastica quasi illimitata. Durante il test, la sua finestra superelastica è risultata essere compresa tra 10 e 473 K (da -263 C° a 200 C°), rendendolo applicabile praticamente in tutti gli ambienti naturali. I ricercatori notano che la lega ha anche una dilatazione termica molto bassa.
L'intervallo di temperatura della nuova SEA a base di ferro rispetto alle SEA convenzionali a base di metallo per una variazione di stress di 50 MPa. Credito:Università di Tohoku
Confronto delle curve sforzo-deformazione della nuova SEA a base di ferro rispetto alla lega Nichel-Titanio. Credito:Università di Tohoku
Il team ha creato la lega aggiungendo cromo a una lega Fe-Mn-Al-Ni. Così facendo, hanno anche mostrato che il cambiamento di entropia è controllabile usando questo approccio. La variazione di entropia per la nuova lega è stata testata per essere molto vicina allo zero. I ricercatori notano anche che la lega è sintonizzabile variando la quantità di cromo, il che evidenzia il fatto che il team ha effettivamente creato una serie di leghe "invar" superelastiche.
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