Transformación martensítica similar al material macizo en películas delgadas de Cu-Zn-Al con estructura 2H

HABERKORN N; CONDÓ A M; ESPINOZA C; GUIMPEL J; LOVEY F

S.C. de Bariloche, Río Negro

Congreso; 98ª Reunión Nacional de Física de la AFA; 2013

Asociación de Física Argentina

Las aleaciones con memoria de forma presentan una transformación martensítica que da origen al efecto memoria. La transformación ocurre entre la fase austenita de alta temperatura y la martensita de baja temperatura. El efecto memoria de forma consiste en el fenómeno por el cual una muestra deformada en fase martensita recupera su forma original como consecuencia del proceso de transformación inversa que se produce al calentar el material y evolucionar hacia la fase austenita. En los últimos años ha existido un importante avance asociado al estudio de películas delgadas de estos materiales dada su posible aplicación en microactuadores mecánicos. Sin embargo las propiedades de películas delgadas difieren de aquellas encontradas en materiales volumétricos. Los principales factores que afectan las propiedades son efectos micro estructurales tales como tama?no de grano y efectos asociados con la relación superficie/ volumen. La aleación Cu-Zn-Al presenta diferentes tipos de transformación martensítica de acuerdo a su concentración electrónica (e/a). La transformación austenita-martensita 18R (1.46< e/a <1.52) presenta una pequeña histéresis (2-4 K), mientras que la transformación austenita-martensita 2H (1.52< e/a<1.532) presenta una histéresis mayor (30-40 K) como consecuencia de dificultades en la nucleación de la fase. Previamente se ha observado que películas delgadas de Cu-Zn-Al con fase 18R presentan una mayor histéresis en la transformación que materiales volumétricos, lo cual puede ser asociado a tensiones internas originadas entre variantes martensíticas dada la presencia de granos micrométricos, lo cual impide su crecimiento. En este trabajo se reporta la posibilidad de obtener películas delgadas de Cu-Zn-Al con transformación martensítica a fase 2H. Para ello se fija la concentración electrónica por átomo de la aleación e/a =1.53. Se observa que películas delgadas con espesor de 5 um y tamaño de grano micrométrico presentan una temperatura de transformación martensítica similar a muestras macizas. Por otro lado la comparación con muestras de similares características pero transformación martensítica a fase 18R, indica que la transformación a fase 2H es menos sensible a efectos de tamaño de grano, lo cual puede ser asociado con las características intrínsecas de cada transformación. La  transformación a fase 2H necesita un sobre enfriado mayor que la 18R para producir su nucleación. Una vez formados los núcleos, la naturaleza intrínsecamente explosiva de la transformación minimiza la influencia de tensiones locales dada la presencia de bordes de granos.