Aleación magnética con memoria de forma


Las aleaciones con memoria de forma magnética (MSMA), también llamadas aleaciones ferromagnéticas con memoria de forma (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 de MSM son materiales ferromagnéticos que pueden producir movimiento y fuerzas bajo campos magnéticos moderados. Normalmente, las MSMA son aleaciones de níquel, manganeso y galio (Ni-Mn-Ga).

En 1996, la Dra. Kari Ullakko y sus colaboradores del MIT presentaron una deformación inducida magnéticamente de aproximadamente un 0,2%. [1] Desde entonces, las mejoras en el proceso de producción y en el tratamiento posterior de las aleaciones han dado lugar a deformaciones de hasta un 6% para los elementos monocristalinos de Ni-Mn-Ga MSM disponibles comercialmente , [2] así como hasta 10 -12% y 20% para nuevas aleaciones en fase 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 su uso en neumática, robótica, dispositivos médicos y mecatrónica. [5] Las aleaciones de MSM cambian sus propiedades magnéticas dependiendo de la deformación. Este efecto compañero, que coexiste con el accionamiento, 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 aumenta 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 con 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 °.