La pseudoelasticidad , a veces llamada superelasticidad , es una respuesta elástica (reversible) a una tensión aplicada , causada 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 estiramiento del enlace o la introducción de defectos en la red cristalina (por lo tanto, no es una verdadera súper elasticidad sino más bien una pseudoelasticidad ). Incluso si los límites del dominio se fijan, pueden revertirse 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 de austenita / martensita entre una red cristalina centrada en la cara (FCC) y una estructura cristalina tetragonal centrada en el cuerpo.(BCT). [1]
Las aleaciones superelásticas pertenecen a la familia más amplia de aleaciones con memoria de forma . Cuando se carga mecánicamente, una aleación superelástica se deforma reversiblemente a deformaciones muy elevadas (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 , monturas de gafas y stents biomédicos .
Recientemente, ha habido interés en descubrir materiales que exhiban superelasticidad en nanoescala para la aplicación MEMS (sistemas microelectromecánicos). Ya se ha informado de la capacidad para controlar la transformación de fase martensítica . [2] Pero se ha observado que el comportamiento de la superelasticidad tiene efectos de tamaño en nanoescala.
Hablando cualitativamente, la superelasticidad es la deformación reversible por transformación de fase. Por tanto, compite con la deformación plástica irreversible por movimiento de dislocación. A nanoescala, la densidad de dislocación y los posibles sitios de origen de Frank-Read se reducen en gran medida, 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, el estrés crítico para que ocurra la transformación de fase martensítica también aumenta debido a la reducción de los posibles sitios de nucleación.empezar. La nucleación generalmente comienza cerca de la dislocación o en defectos superficiales. Pero para los materiales a nanoescala, la densidad de dislocación se reduce en gran medida 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 dislocación y nucleación. Por lo tanto, para los materiales a nanoescala adecuados para la superelasticidad, se debe investigar la orientación optimizada del cristal y la rugosidad de la superficie para obtener el efecto de superelasticidad mejorado.