Estudio termodinámico y microestructural de efectos de memoria térmica en transformaciones martensíticas de aleaciones con memoria de forma de cu-al-ni

Resumen

Las aleaciones con memoria de forma son en la actualidad objeto de gran interés tanto a nivel teórico como aplicado debido a las importantes propiedades que presentan. Entre las más destacadas están el efecto memoria de forma, efecto superelástico, pseudoelástico y una alta capacidad de amortiguamiento. Todas ellas se deben a la transformación de fase martensítica, así como nuevas propiedades térmicas descubiertas recientemente. Dentro de estas últimas está el conocido como efecto memoria de temperatura (TME) o el efecto Hammer. Estos efectos térmicos afectan de forma crucial la cinética de la transformación martensítica, y únicamente dependen de la historia térmica de la muestra. La principal consecuencia de estos fenómenos es el retraso de la transformación martensítica hacia temperaturas más elevadas, manifestada en las medidas del calor específico como un pico calorimétrico adicional. La comprensión de este nuevo efecto de memoria en estas aleaciones requiere un estudio minucioso de la termodinámica de la transformación, que se ha realizado gracias a la precisión obtenida en las medidas del calor específico mediante calorimetría adiabática. El análisis de estos resultados ha permitido el desarrollo de un modelo matemático tanto cualitativo como cuantitativo que describe correctamente este efecto de memoria térmica en aleaciones con memoria de forma de Cu-Al-Ni de diferentes composiciones y estados físicos diversos como monocristales o policristales en forma de polvo. Además de las técnicas calorimétricas, tanto adiabática como DSC, el análisis se completa con observaciones realizadas mediante microscopía óptica. Este análisis microestructural ha permitido contrastar y verificar las hipótesis realizadas a partir de los resultados calorimétricos. El estudio realizado ha permitido reinterpretar la transformación martensítica de estas aleaciones de una forma diferente a la establecida, permitiendo explicar de forma sencilla el proceso de transformación y los efectos de memoria de temperatura. Al margen del interés teórico de este estudio termodinámico, estos efectos de memoria deben ser tenidos en cuenta a la hora de diseñar aplicaciones prácticas para este tipo de aleaciones debido a que afectan de forma crítica a la cinética de la transformación