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Materiali per temperature eccedenti 2000°C

Compositi matrice ceramicaESTECHlanciatori di satellitiscudo termicosistemi frenantiZirconio diboruro

Introduzione

La tecnologia brevettata permette di realizzare materiali a matrice ceramica per altissime temperature a bassa usura per realizzare la prossima generazione di scudi termici e motori dei veicoli spaziali ipersonici riutilizzabili con capacità di affrontare cambi di temperatura repentini anche superiori ai 1800 °C, in ambienti particolarmente aggressivi dal punto di vista chimico e meccanico.

Caratteristiche Tecniche

L’Italia vanta una lunga tradizione nelle attività spaziali, attualmente AVIO si affida a materiali prodotti in Germania per realizzare i componenti dei motori a razzo. Sono compositi a matrice ceramica o di carbonio caratterizzati da un processo di produzione estremamente dispendioso e molto lontano dagli scenari industriali futuri del “green deal”.

Il brevetto protegge una nuova classe di materiali per applicazioni in ambienti severi (aerospazio, trasporti veloci, centrali a fusione nucleare etc.) e un innovativo processo per realizzarli. La speciale formulazione di fasi ceramiche ultra-refrattarie conferisce ai materiali una maggiore resistenza all’usura utilizzando un processo veloce e sostituendo con acqua i solventi organici tossici.
Dal punto di vista tecnico il processo si basa principalmente su 1) impregnazione dei tessuti in fibra di carbonio con una sospensione in acqua di una miscela di polveri ceramiche e 2) consolidamento mediante sinterizzazione in forni di grafite in poche ore.

Brevetto Affiliato: Materiali a zero usura in composito ceramico ultra-refrattario

Possibili Applicazioni

  • Aerospazio: scudo termico, ugelli per booster a propellente solido;
  • Energia: primo muro anti-plasma nelle camere ITER;
  • Trasporti veloci: disco frenante di mezzi pesanti e/o Formula 1;
  • Ogni applicazione ad altissima temperatura dove è richiesta bassa deformabilità.

Vantaggi

  • Processo “green” con riduzione dei tempi di produzione;
  • Usura quasi nulla;
  • Assenza di rivestimenti protettivi;
  • Miglioramento delle proprietà meccaniche all’aumentare della temperatura;
  • Lavorabile per elettroerosione.