UHTCMCs

Responsabili: Diletta Sciti, Laura Silvestroni, Frédéric Monteverde

Personale coinvolto: Luca ZoliPietro GaliziaAntonio VinciSimone FaillaFederico Saraga, Daniele Dalle Fabbriche, Cesare MelandriClaudio Capiani

I compositi a matrice ceramica ultra-refrattaria (UHTCMC) rappresentano una nuova classe di materiali progettati per combinare l’elevata resistenza all’ablazione dei materiali ceramici ultra-refrattari (UHTC) alla tolleranza al danno dei compositi a matrice ceramica (CMC). Le possibili applicazioni includono sistemi di protezione termica per navicelle spaziali (bordi alari e coni di prua), ugelli per i motori dei razzi, scambiatori di calore, componenti per turbine.
La fabbricazione di UHTCMC si basa sulla combinazione di diversi processi messi a punto presso CNR-ISTEC che includono l’impregnazione di preforme fibrose con slurry ceramici organici o acquosi, Polymer Infiltration & Pyrolysis (PIP), deposizione elettroforetica, miscelazione di polveri e fibre discontinue (short fibre) e consolidamento mediante sinterizzazione. I processi messi a punto permettono di realizzare piastre con dimensioni massime 100x100x15 mm3 una settimana lavorativa.

Esempi di prototipi realizzati in materiale UHTC fibro-rinforzato e microstrutture tipiche a fibra continua o discontinua.

 

Principali collaborazioni

  • University of Naples Federico II
  • Deutsches Zentrum für Luft und Raumfahrt
  • Avio S.p.A.
  • Airbus Group Innovations

Progetti

Pubblicazioni e brevetti

  • L. Silvestroni, A.Vinci, S.Failla, L.Zoli, V.Rubio, J.Binner, D.Sciti, Ablation behaviour of ultra-high temperature ceramic matrix composites: role of MeSi2 addition, Journal of the European Ceramic Society, Volume 39, Issue 9, August 2019, Pages 2771-2781
  • Vinci, L. Zoli, D. Sciti. Influence of SiC content on the oxidation of carbon fibre reinforced ZrB2/SiC composites at 1500 and 1650°C in air. Journal of the European Ceramic Society, Volume 38, Issue 11, September 2018, Pages 3767-3776
  • L Zoli, A Vinci, P Galizia, C Melandri, D Sciti. On the thermal shock resistance and mechanical properties of novel unidirectional UHTCMCs for extreme environments. Scientific Reports volume 8, Article number: 9148 (June 2018)
  • Vinci A., Zoli L., Sciti D., Cesare M. & Guicciardi S. Understanding the mechanical properties of novel UHTCMCs through random forest and regression tree analysis. Materials & Design, Volume 145, 5 May 2018, Pages 97-107 (2018)