Recientemente, un grupo de investigación desarrolló una magnetosuperelasticidad gigante del 5% en un Ni34 Co8 Cu8 Mn36 Ga14 cristal individual. Esto se logró mediante la introducción de conjuntos de dislocaciones ordenadas para formar variantes martensíticas orientadas preferentemente durante la transformación martensítica inversa inducida magnéticamente.
La investigación fue publicada en Advanced Science .
La elasticidad es la capacidad de los materiales de volver a su forma original después de la deformación, normalmente con una deformación del 0,2% en la mayoría de los metales. Las aleaciones con memoria de forma y alta entropía pueden exhibir superelasticidad con deformaciones de varios por ciento, generalmente provocadas por tensiones externas. La magnetosuperelasticidad, inducida por un campo magnético, es crucial para la operación de materiales sin contacto y el desarrollo de nuevos actuadores de carrera grande y transductores de energía eficientes.
Los investigadores, en colaboración con el Laboratorio de Alto Campo Magnético de los Institutos Hefei de Ciencias Físicas de la Academia de Ciencias de China, dirigidos por el Prof. Jiang Chengbao y el Prof. Wang Jingmin de la Facultad de Ciencia e Ingeniería de Materiales de la Universidad de Beihang, realizaron un experimento con estrés restringido. Entrenamiento de ciclismo de transición (SCTC) para el Ni34 Co8 Cu8 Mn36 Ga14 monocristal aplicando tensión de compresión. Este proceso introdujo dislocaciones ordenadas con una orientación específica.
Estas dislocaciones ordenadas influyeron en la formación de variantes martensíticas específicas durante la transformación reversible inducida por un campo magnético. Las simulaciones de campo de fase verificaron cómo la tensión interna generada por estas dislocaciones organizadas jugó un papel clave en la configuración de estas variantes martensíticas preferidas.
Al combinar la transformación martensítica reversible con la orientación preferencial de las variantes martensíticas, el monocristal logró una magnetosuperelasticidad gigante del 5%.
Además, con este monocristal se diseñó un dispositivo que utiliza un campo magnético pulsado. Con una duración de impulso de 10 ms, el dispositivo logró una gran carrera a temperatura ambiente gracias a su gigantesca magnetosuperelasticidad. Para posibles aplicaciones, mostró una respuesta rápida a un pulso de 8 ms con un retraso de aproximadamente 0,1 ms.
"Nuestro trabajo proporciona una estrategia atractiva para acceder a materiales funcionales de alto rendimiento mediante ingeniería de defectos", afirmó el profesor Wang.
