La pseudoelasticidad , a veces llamada superelasticidad , es una respuesta elástica (reversible) a una tensión aplicada , provocada por una transformación de fase entre las fases austenítica y martensítica de un cristal. Se exhibe en aleaciones con memoria de forma .
La pseudoelasticidad proviene del movimiento reversible de los límites del dominio durante la transformación de fase, en lugar de solo el estiramiento del enlace o la introducción de defectos en la red cristalina (por lo tanto, no es una verdadera superelasticidad sino una pseudoelasticidad ). Incluso si los límites del dominio se fijan, pueden invertirse mediante el calentamiento. Por lo tanto, un material pseudoelástico puede volver a su forma anterior (por lo tanto, memoria de forma ) después de la eliminación de tensiones aplicadas incluso relativamente altas. Un caso especial de pseudoelasticidad se llama Correspondencia de Bain. Esto implica la transformación de fase austenita/martensita entre una red cristalina centrada en las caras (FCC) y una estructura cristalina tetragonal centrada en el cuerpo.(BCT). [1]
Las aleaciones superelásticas pertenecen a la familia más grande de aleaciones con memoria de forma . Cuando se carga mecánicamente, una aleación superelástica se deforma reversiblemente a tensiones muy altas (hasta un 10 %) mediante la creación de una fase inducida por tensión . Cuando se retira la carga, la nueva fase se vuelve inestable y el material recupera su forma original. A diferencia de las aleaciones con memoria de forma, no se necesita ningún cambio de temperatura para que la aleación recupere su forma inicial.
Los dispositivos superelásticos aprovechan su gran deformación reversible e incluyen antenas , marcos de anteojos y stents biomédicos .
Recientemente, ha habido interés por descubrir materiales que exhiban superelasticidad en nanoescala para la aplicación de MEMS (sistemas microelectromecánicos). Ya se ha informado sobre la capacidad de controlar la transformación de la fase martensítica . [2] Pero se ha observado que el comportamiento de la superelasticidad tiene efectos de tamaño en la nanoescala.
Cualitativamente hablando, la superelasticidad es la deformación reversible por transformación de fase. Por lo tanto, compite con la deformación plástica irreversible por movimiento de dislocación. A nanoescala, la densidad de dislocaciones y los posibles sitios de origen de Frank-Read se reducen considerablemente, por lo que el límite elástico aumenta con el tamaño reducido. Por lo tanto, para los materiales que exhiben un comportamiento de superelasticidad en nanoescala, se ha encontrado que pueden operar en ciclos a largo plazo con poca evolución perjudicial. [3] Por otro lado, la tensión crítica para que ocurra la transformación de la fase martensítica también aumenta debido a la reducción de los sitios posibles para la nucleación.empezar. La nucleación generalmente comienza cerca de la dislocación o en los defectos de la superficie. Pero para los materiales a nanoescala, la densidad de dislocación se reduce considerablemente y la superficie suele ser atómicamente lisa. Por lo tanto, la transformación de fase de los materiales a nanoescala que exhiben superelasticidad suele ser homogénea, lo que da como resultado una tensión crítica mucho mayor. [4] Específicamente, para Zirconia, donde tiene tres fases, se ha encontrado que la competencia entre la transformación de fase y la deformación plástica depende de la orientación, [5]indicando la dependencia de la orientación de la energía de activación de la dislocación y la nucleación. Por lo tanto, para los materiales a nanoescala adecuados para la superelasticidad, se debe investigar sobre la orientación optimizada del cristal y la rugosidad de la superficie para obtener el efecto de superelasticidad más mejorado.