Connu par beaucoup sous le nom de fil musculaire ou métal à mémoire, les alliages à mémoire de forme sont des matériaux qui peuvent être pliés ou déformés, puis reprennent leur forme d'origine lorsque la chaleur est appliquée. Alors que les gens sont plus familiers avec le matériau des montures de lunettes « incassables », ces alliages sont également utilisés comme amortisseurs de vibrations, actionneurs, et capteurs dans des applications de haute technologie comme l'aérospatiale et l'automobile, Équipement médical, et génie civil.

Les systèmes de pompe à chaleur sont une autre utilisation potentielle des alliages à mémoire de forme, profitant de leur effet élastocalorique, qui est un effet de refroidissement qui se produit lorsque l'alliage est cycliquement sollicité par des forces mécaniques. Les scientifiques du laboratoire Ames pensent que les systèmes de pompe à chaleur conçus de cette manière pourraient conduire à des des systèmes de CVC et de réfrigération plus écoénergétiques que les modèles à compression de gaz actuellement disponibles.

Pour cette application, les alliages à mémoire de forme doivent "se souvenir" de leur forme d'origine plus exactement, pendant de plus longues périodes, par de nombreux cycles répétés.

"L'application des alliages à mémoire de forme (SMA) dépend de ce qu'on appelle la transition de phase martensitique, qui transfère la chaleur dans les deux sens plusieurs fois, idéalement sans aucune dégradation du cycle thermique, comme la fissuration, " dit Lin Zhou, un scientifique du laboratoire Ames. "Pour comprendre pourquoi cette dégradation se produit et trouver des moyens d'améliorer les SMA pour les applications du monde réel, nous devons examiner la microstructure de ces matériaux."

Les chercheurs ont comparé deux SMA à base de cuivre de même composition mais fabriqués différemment - après recuit, les échantillons ont été refroidis à des vitesses différentes. Ensuite, les deux échantillons ont été chauffés à l'intérieur du microscope électronique à transmission (MET), afin que les scientifiques puissent observer la transition de phase martensitique en temps réel.