La capacidad de las aleaciones con memoria de forma, utilizadas como materiales para stents médicos, para volver a su forma original después de que se suprime un aumento de temperatura en tamaños de grano nanométricos debido a efectos relacionados con la mayor proporción de límites de grano, según un modelo matemáticodesarrollado por investigadores de la Agencia de Ciencia, Tecnología e Investigación A * STAR, Singapur. Este hallazgo ayuda a explicar la pérdida de memoria de forma y a aumentar nuestra comprensión de los materiales de memoria de forma nanocristalina, lo que conducirá a mejoras en el diseño de dichos dispositivos.
"Las aleaciones con memoria de forma se usan comúnmente como materiales para stents médicos debido a su interesante memoria de forma y propiedades mecánicas, y también en otras aplicaciones biomédicas y de ingeniería", dice el investigador principal, Rajeev Ahluwalia, del Instituto de Alto Rendimiento A * STARInformática.
La memoria de forma se refiere a la capacidad de un material para volver a su forma original, generalmente por calentamiento, después de grados relativamente grandes de deformación. Esta recuperación de la forma se produce porque los átomos en la estructura cristalina del material cambian sus disposiciones relativas cuando hay unEste tipo de transformación 'martensítica' puede ser extremadamente útil en diversas aplicaciones, pero experimentalmente se ha descubierto que esta transformación se suprime a medida que los granos de cristal constituyentes se acercan a las dimensiones a nanoescala.reduce la aplicabilidad de las aleaciones con memoria de forma a escalas pequeñas.
Ahluwalia y su equipo desarrollaron un modelo matemático para la transformación martensítica que reproduce con éxito la supresión observada experimentalmente de la transformación en estos materiales ver imagen.
"Nuestro modelo muestra que esta supresión de la transformación martensítica puede atribuirse a los efectos de límite de grano", explica Ahluwalia. "Los límites de grano pueden imponer una penalización de energía durante la transformación, suprimiendo la transformación localmente en los límites de grano y llevando a la supresión completa detransformación en granos pequeños por debajo de un tamaño de grano crítico "
Mientras se muestra que la transformación inducida por la temperatura se suprime en el régimen de nanogranos, los hallazgos del equipo también explicaron la reducción en la 'histéresis mecánica', la diferencia en la forma en que un material se deforma bajo una fuerza determinada dependiendo de si se está cargando o descargando- a medida que disminuye el tamaño del grano. Esto implica una pérdida de energía reducida y una fatiga mecánica reducida, propiedades deseables que se pueden obtener disminuyendo el tamaño del grano.
"Comprender la causa detrás de estos comportamientos interesantes en tamaños de grano pequeños nos da un medio para diseñar microestructuras de materiales para tener propiedades deseables", dice Ahluwalia.
Los investigadores afiliados a A * STAR que contribuyen a esta investigación son del Instituto de Computación de Alto Rendimiento
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Agencia de Ciencia, Tecnología e Investigación A * STAR . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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