O princípio das ligas com memória de forma baseia-se principalmente na transformação martensítica termoelástica e na transformação martensítica induzida por tensão, conforme explicado a seguir:
Transformação martensítica termoelástica
Transformação da estrutura de fase Existem duas fases nas ligas com memória de forma, a fase de alta temperatura chamada austenita e a fase de baixa temperatura chamada martensita. 1 Sob diferentes condições de temperatura, a liga alterna entre essas duas fases. Quando a temperatura diminui até certo ponto, a liga transforma-se da fase austenita, que possui alta simetria, para a fase martensita, que tem baixa simetria, causando uma mudança na forma da liga; quando a temperatura aumenta até um valor específico, a fase martensita reverte para a fase austenita, e a liga retorna à sua forma original.
Força motriz da transformação de fase A diferença entre duas energias livres é a força motriz para a transformação martensítica. 1 A temperatura na qual as duas energias livres são iguais é chamada de temperatura de equilíbrio, e a transformação martensítica só ocorre quando a temperatura está abaixo da temperatura de equilíbrio. Por outro lado, a transformação reversa só ocorre quando a temperatura está acima da temperatura de equilíbrio. 时才会发生逆相变1。
Transformação martensítica induzida por tensão 1
Transformação de fase sob ação de tensão Quando uma tensão é aplicada à liga com memória de forma, ela induz a transformação martensítica, causando uma mudança na forma da liga. Mesmo sem alteração de temperatura, a mudança na tensão pode provocar a transformação da estrutura interna da liga, resultando em uma mudança macroscópica na forma. Após a remoção da tensão, a liga retorna à sua forma original por meio da transformação reversa.
Relação entre temperatura de transformação e tensão Nas ligas com memória de forma, a temperatura da transformação martensítica induzida por tensão tem uma relação linear com a tensão, o que significa que a magnitude da tensão afeta diretamente a faixa de temperatura em que a transformação martensítica ocorre, influenciando o comportamento de mudança de forma da liga.
Mudança na estrutura cristalina
Do ponto de vista microscópico, durante a transformação martensítica, a estrutura cristalina da liga muda. Por exemplo, na liga de níquel-titânio comum, a fase austenita à temperatura ambiente possui estrutura cúbica de corpo centrado, com arranjo atômico regular e simétrico. Quando a temperatura diminui e ocorre a transformação martensítica, forma-se uma estrutura monoclínica, com alteração no arranjo atômico, causando mudança na forma macroscópica da liga. Quando a temperatura aumenta novamente, os átomos retornam ao arranjo original, e a liga recupera sua forma inicial.
Classificação dos efeitos de memória 11
Efeito de memória unidirecional Quando a liga com memória de forma é deformada a baixa temperatura e, ao ser aquecida, recupera a forma anterior à deformação, esse fenômeno de memória de forma que ocorre apenas durante o aquecimento é chamado de efeito de memória unidirecional.
Efeito de memória bidirecional Algumas ligas recuperam a forma da fase de alta temperatura ao serem aquecidas e recuperam a forma da fase de baixa temperatura ao serem resfriadas, o que é chamado de efeito de memória bidirecional.
Efeito de memória completo Ao aquecer, a liga recupera a forma da fase de alta temperatura, e ao resfriar, adquire a forma da fase de baixa temperatura com a mesma forma, mas orientação oposta, o que é chamado de efeito de memória completo.
