Aleaciones de ajuste fino para uso a alta temperatura

Se ha descubierto un fenómeno relacionado con el efecto invar, que permite que los materiales magnéticos como las aleaciones de níquel-hierro (Ni-Fe) no se expandan con el aumento de la temperatura, en aleaciones paramagnéticas, o débilmente magnetizadas, de alta temperatura.

La investigación, que incluye una teoría general que explica el nuevo efecto invar, promete avanzar en el diseño de aleaciones de alta temperatura con una estabilidad mecánica excepcional. Abreviatura de "invariante", la plasticidad invar permite que las aleaciones de Ni-Fe desordenadas magnéticamente muestren un comportamiento de deformación prácticamente invariable en un amplio rango de temperaturas, lo que las hace ideales para turbinas y otros usos mecánicos en temperaturas extremadamente altas.

El efecto invar, sin embargo, nunca se ha entendido completamente. Los nuevos hallazgos ayudan a explicar las peculiares propiedades a alta temperatura de las aleaciones especiales utilizadas en los motores a reacción, como las superaleaciones a base de níquel. Invar tiene dos efectos conocidos:expansión térmica y elasticidad (la capacidad de recuperarse después de doblarse). Debido a que ambos efectos están relacionados con la interacción entre la temperatura y el orden magnético, se consideran específicos de las aleaciones ordenadas magnéticamente.

Usando modelos de mecánica cuántica de primeros principios, los investigadores identificaron cómo la plasticidad invariable también ocurre en aleaciones no magnéticas cuando existe un equilibrio estructural a nivel atómico entre estructuras compactas cúbicas y hexagonales. El nuevo hallazgo amplía la paleta de fenómenos de invar y composiciones de materiales, con claras implicaciones para nuevas aplicaciones.