Investigadores de la Universidad Nacional de Ciencia y Tecnología de Rusia Misis aplicaron el método criotérmico a los cristales metálicos para entender cómo aumentar su elasticidad sin que pierdan firmeza
Por: Redacción
Fotos: Archivo/Agencia EsImagen
Investigadores de la Universidad Nacional de Ciencia y Tecnología de Rusia Misis (Nust Misis) aplicaron el método criotérmico a los cristales metálicos para entender cómo aumentar su elasticidad sin que pierdan firmeza.
"El procesamiento criotérmico parece ser un método universal y fácil para modificar las características, rejuvenecer o relajar los cristales metálicos”, dijo el jefe del grupo de investigadores, Dmitri Luzguín, en un artículo publicado en la revista NPG Asia Materials.
Los cristales metálicos (o aleaciones amorfas) se usan en materiales magnéticos y herramientas médicas o ruedas de engranaje en micromotores y equipos de gimnasio.
Estos cristales son muy sólidos y resistentes al desgaste y la corrosión, pero tienen un defecto: son poco elásticos ‒o tienden a ser frágiles‒.
Esta desventaja puede eliminarse mediante su “rejuvenecimiento”, que consiste en colocar el material a un nivel energético más alto, algo que aumenta su resistencia a la deformación sin perder la solidez.
Los científicos de la Nust Misis, con Serguéi Ketov (egresado de la universidad), estudiaron la influencia del procesamiento criotérmico ‒método consistente en el enfriamiento cíclico de muestras en nitrógeno líquido‒ en las características de los cristales metálicos.
"Hemos descubierto que el uso de ciclos criotérmicos puede estimular el ‘rejuvenecimiento’ de unos cristales y la relajación ‒el proceso contrario al rejuvenecimiento‒ de otros, algo de lo que depende su composición", explicó Luzguín, profesor titular en Universidad de Tohoku.
Gracias a la microscopía de fuerza atómica, los científicos descubrieron que el procesamiento criotérmico aumenta también drásticamente la capacidad del material de resistir la distensión o la contracción cuando la superficie de muestras ‒una capa fina de decenas de nanómetros de espesor‒ es sometida a una fuerte deformación.
Este efecto se pierde tras la exposición del cristal a la temperatura ambiente. Mientras tanto, el efecto volumétrico se conserva y permite mejorar la elasticidad de la aleación.
“Es importante que (el proceso criotérmico) sea capaz tanto de aumentar la elasticidad como de reducirla. Es necesario elegir meticulosamente la composición de la aleación partiendo de la estructura atómica del material”, destacó Luzguín.
Según los autores, se sigue investigando la influencia de este método en la estructura y las características de varios materiales.
Después de que el proceso pueda ser controlado, se podrán hacer más elásticos no sólo los grandes cristales metálicos, sino también materiales compuestos “cristal metálico-cristal”, cuyo “rejuvenecimiento” puede tener un efecto más notable debido a su estructura menos homogénea.