Investigadores de la TU Wien en Austria y de la Universidad de Tecnología de Pekín en China han revelado una aleación multi-metálica que presenta casi ninguna expansión térmica, un hallazgo con importantes implicaciones para la aeronáutica y la electrónica de precisión.
Sergii Khmelevskyi del Vienna Scientific Cluster (VSC) explica: "A mayor temperatura en un material, más se mueven los átomos, lo que requiere más espacio, aumentando la distancia promedio entre ellos." Aunque la expansión térmica es un fenómeno común, esta nueva aleación contrarresta ese efecto.
El Invar, una aleación conocida de hierro y níquel, demuestra una expansión térmica mínima gracias a su orden magnético, que disminuye a medida que aumenta la temperatura, provocando una contracción que compensa la expansión térmica. El equipo de investigación utilizó simulaciones por computadora para analizar el comportamiento a nivel atómico, lo que les permitió comprender este proceso intrincado en detalle. Sus hallazgos, publicados en el Journal of Physical Chemistry C en 2023, sentaron las bases para predecir comportamientos en otros materiales.
La aplicación práctica de esta investigación llevó al desarrollo de un imán de piroloro, compuesto de zirconio, niobio, hierro y cobalto. Esta innovadora aleación experimenta un cambio de longitud de solo una diezmilésima parte de un por ciento en un rango de temperatura que supera los 400 grados Celsius. La variación en la concentración de cobalto dentro del material resulta en diferentes respuestas a las fluctuaciones de temperatura, permitiendo un equilibrio preciso en la composición que logra una expansión térmica casi cero.
Este avance no solo promete mejorar el rendimiento y la fiabilidad de los componentes aeroespaciales, sino que también allana el camino para innovaciones en la electrónica de alta precisión, donde la estabilidad térmica es crítica.