Aleación magnética con memoria de forma


Las aleaciones con memoria de forma magnética (MSMA), también llamadas aleaciones con memoria de forma ferromagnética (FSMA), son aleaciones con memoria de forma particulares que producen fuerzas y deformaciones en respuesta a un campo magnético. El efecto de memoria de forma térmica también se ha obtenido en estos materiales.

Las aleaciones MSM son materiales ferromagnéticos que pueden producir movimiento y fuerzas bajo campos magnéticos moderados. Por lo general, los MSMA son aleaciones de níquel, manganeso y galio (Ni-Mn-Ga).

Una deformación inducida magnéticamente de alrededor del 0,2% fue presentada en 1996 por el Dr. Kari Ullakko y sus colaboradores en el MIT. [1] Desde entonces, las mejoras en el proceso de producción y en el tratamiento posterior de las aleaciones han llevado a deformaciones de hasta un 6 % para los elementos MSM de Ni-Mn-Ga monocristalinos disponibles en el mercado, [2] así como hasta 10 -12 % y 20 % para nuevas aleaciones en etapa de I+D. [3] [4]

La gran tensión inducida magnéticamente, así como los cortos tiempos de respuesta, hacen que la tecnología MSM sea muy atractiva para el diseño de actuadores innovadores para ser utilizados en neumática, robótica, dispositivos médicos y mecatrónica. [5] Las aleaciones MSM cambian sus propiedades magnéticas dependiendo de la deformación. Este efecto complementario, que coexiste con la actuación, puede ser útil para el diseño de sensores de desplazamiento, velocidad o fuerza y ​​recolectores de energía mecánica . [6]

El efecto de memoria de forma magnética ocurre en la fase de martensita de baja temperatura de la aleación, donde las celdas elementales que componen la aleación tienen geometría tetragonal . Si la temperatura se incrementa más allá de la temperatura de transformación martensita- austenita , la aleación pasa a la fase austenita donde las celdas elementales tienen geometría cúbica. Con tal geometría se pierde el efecto de memoria de forma magnética.

La transición de martensita a austenita produce fuerza y ​​deformación. Por lo tanto, las aleaciones de MSM también se pueden activar térmicamente, como las aleaciones con memoria de forma térmica (ver, por ejemplo, aleaciones de níquel-titanio ( Ni-Ti )).


Principio de funcionamiento de la memoria de forma magnética. Tenga en cuenta que el pliegue de deformación que se muestra en la figura es solo para fines ilustrativos, mientras que en los materiales reales el pliegue es < 4 °.