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Materiali a zero usura in composito ceramico ultra-refrattario

boruro di ZirconioCompositi matrice ceramicaESTECHFibra di carboniomotori a razzoprotezioni termiche

Introduzione

La tecnologia brevettata permette di realizzare materiali a zero usura in composito ceramico ultra-refrattario (UHTCMC) con capacità di affrontare cambi di temperatura repentini da -200°C ad oltre 1800 °C, in ambienti particolarmente aggressivi dal punto di vista chimico e meccanico (aerospazio), risultando quindi riutilizzabili o con una durabilità superiore ai materiali attuali.

Caratteristiche Tecniche

L’attuale mercato aerospaziale si affida a materiali compositi a matrice ceramica o di carbonio per realizzare le componenti degli scudi termici, bordi alari e dei motori a propellente solido della serie di lanciatori VEGA e ARIANE perché resistono ad ambienti estremi ed usuranti. Le formula 1 e i trasporti pesanti (aerei e treni ad alta velocità) utilizzano tali materiali per i sistemi frenanti. Per produrre questi materiali leggeri e prestanti ad alta temperatura si utilizzano processi di produzione estremamente dispendiosi in termini di tempo (tempo macchina 1-6 mesi) e costi (>>500 EUR/Kg) e che necessitano di un ulteriore trattamento di rivestimento.

Il processo brevettato permette di realizzare materiali ad alto valore aggiunto, più duraturi in tempi inferiori senza dimenticare l’aspetto eco-sostenibile del processo che evita l’uso di solventi. Dal punto di vista tecnico il processo si basa principalmente su 1) impregnazione dei tessuti in fibra di carbonio con una miscela di polveri ceramiche ultra-refrattarie in acqua e 2) consolidamento mediante sinterizzazione in poche ore.

Brevetto affiliato: Materiali per temperature eccedenti 2000°C

Possibili Applicazioni

  • Aerospazio: protezioni termiche, motori dei lanciatori di satelliti;
  • Trasporti: sistemi frenanti (disco e pad) di supercar, treni, aereoplani;
  • Energia: piastre anti plasma nelle centrali a fusione del futuro;
  • Metallurgia: supporti, ventole, viti, bulloni per altissime temperature indeformabili.

Vantaggi

  • Perfetta omogeneizzazione della fibra con la fase ceramica;
  • Processo green e riduzione dei tempi di produzione;
  • Eccezionale resistenza ad usura (porosità <1 %);
  • Assenza di rivestimenti protettivi;
  • Miglioramento delle proprietà meccaniche all’aumentare della temperatura;
  • Ottima lavorabilità.