Investigadores de la NSF observan el mecanismo fundamental que provoca el «endurecimiento por trabajo» del material
2024-12-20
Los investigadores financiados por la National Science Foundation (NSF) han realizado un importante avance en la comprensión de cómo los materiales se endurecen cuando se deforman, un fenómeno conocido como «endurecimiento por trabajo». Este descubrimiento podría conducir a nuevos materiales más fuertes y duraderos para una amplia gama de aplicaciones, desde automóviles hasta dispositivos médicos.
El endurecimiento por trabajo es un proceso por el cual los materiales se vuelven más resistentes a la deformación a medida que se deforman. Este fenómeno se observa en muchos materiales, incluidos metales, cerámicas y polímeros. El endurecimiento por trabajo se produce cuando la deformación del material crea defectos, como dislocaciones, que dificultan aún más la deformación del material.
El mecanismo fundamental del endurecimiento por trabajo ha sido un misterio durante mucho tiempo. Los investigadores han propuesto varias teorías, pero ninguna de ellas ha sido capaz de explicar completamente el fenómeno.
El nuevo estudio, publicado en la revista Nature Materials, proporciona la primera observación directa del mecanismo fundamental del endurecimiento por trabajo. Los investigadores utilizaron una técnica llamada microscopía electrónica de barrido para observar la estructura atómica de un material metálico a medida que se deformaba.
Los investigadores encontraron que el endurecimiento por trabajo es causado por la formación de dislocaciones. Las dislocaciones son defectos en la estructura cristalina del material que crean tensiones internas. Estas tensiones hacen que el material sea más difícil de deformar.
El estudio también reveló que la formación de dislocaciones no es un proceso aleatorio. Las dislocaciones se forman preferentemente en ciertos lugares del material, como en los límites de grano y en los defectos preexistentes.
Este descubrimiento podría conducir al desarrollo de nuevos materiales más fuertes y duraderos. Al comprender el mecanismo del endurecimiento por trabajo, los investigadores pueden diseñar materiales que sean resistentes a la deformación incluso bajo cargas pesadas.
El estudio fue dirigido por el profesor Jian Luo de la Universidad Estatal de Ohio. El trabajo fue financiado por la NSF y el Departamento de Energía de EE. UU.
Researchers observe fundamental mechanism causing material ‘work hardening’
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