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  TitoloProcedimento di produzione di materiali compositi ceramici rinforzati con fibre ceramiche
  Sommario
La presente invenzione riguarda un procedimento di produzione di materiali compositi ceramici rinforzati con fibre ceramiche, precisamente materiali compositi a matrice ceramica selezionati dal gruppo comprendente materiali compositi a matrice carboniosa rinforzata da fibre di carbonio (anche noti come materiali compositi “carbonio/carbonio” o “carbon/carbon” o “C/C”), materiali compositi a matrice carboniosa rinforzata da fibre in carburo di silicio (anche noti come materiali compositi “carburo di silicio/carbonio” o “SiC/C”), materiali compositi a matrice in carburo di silicio rinforzata da fibre in carburo di silicio (anche noti come materiali compositi “carburo di silicio/carburo di silicio” o “SiC/SiC”), e materiali compositi a matrice in carburo di silicio rinforzata da fibre in carbonio (anche noti come materiali compositi “carbonio/carburo di silicio” o “C/SiC”), il procedimento consentendo in modo efficiente, affidabile, semplice, ed economico di fabbricare materiali compositi aventi eccellenti proprietà meccaniche di resistenza a carichi e stress ed eccellenti proprietà termiche dovute alla bassissima conducibilità termica, inclusa una elevata resistenza a stress ed escursioni termiche, mantenendo i tempi di produzione sufficientemente brevi per consentire una produttività significativa.
  Stato della tecnica
Le due principali tecniche attualmente disponibili sono l’infiltrazione di fase liquida (LPI: Liquid Phase Infiltration) e l’infiltrazione per vapore chimico (CVI: Chemical Vapour Infiltration). Nella tecnica LPI, l’infiltrazione liquida avviene tramite l’utilizzo di un polimero precursore, per cui le preforme sono impregnate (a mano o con applicazione di pressione) con un precursore idoneo e poi vengono messe in una fornace per la cura ed il processo di pirolisi per la trasformazione del polimero che costituirà la matrice in carbonio od in carburo di silicio. Attualmente, il processo ancora non è ben noto a livello chimico, ed infatti in letteratura sono proposti diversi schemi cinetici con descrizioni differenti l’una dall’altra. Nella tecnica CVI, le preforme sono inserite all’interno di una camera e, grazie a processi ad alta temperatura, il precursore si scinde depositando la matrice nella preforma. Questa tecnica permette delle infiltrazioni di prodotti anche ad alto spessore. Tuttavia, la tecnica CVI ha tempi di produzione molto lunghi
  Invenzione
Processo di produzione di materiali compositi ceramici rinforzati con fibre ceramiche capaci di resistere ad altissime temperature, con ottima stabilità termica e alta resistenza meccanica fino a temperature dell’ordine di 1500°C. Tale processo combina diverse tecniche di infiltrazione della matrice, sia liquida che in forma gassosa ed ottimizza i parametri di processo in funzione della percentuale di fibra della preforma. In questo modo garantisce la totale trasformazione del precursore nella matrice carboniosa in un tempo e temperatura minimi.
  TitolaritàAgenzia Spaziale Italiana; Università degli Studi di Roma La Sapienza
  Proprietà industrialeITRM2014A000236
  E-mail di contattoanilkumar.dave@asi.it
  Tagsmateriali compositi, materiali ceramici, materiali rinforzati, materiali resistenti, conducibilità termica, resistenza stress, aerospazio, automotive, nucleare
  Vantaggi
Procedimento che consente in modo efficiente, affidabile, semplice, ed economico di fabbricare materiali compositi aventi eccellenti proprietà meccaniche di resistenza a carichi e stress ed eccellenti proprietà termiche dovute alla bassissima conducibilità termica, inclusa una elevata resistenza a stress ed escursioni termiche, mantenendo i tempi di produzione sufficientemente brevi per consentire una produttività significativa.
  Applicazioni
Materiali compositi a matrice ceramica rinforzata da fibre ceramiche C/C e C/SiC hanno delle buone proprietà termiche e meccaniche ad alte temperature, e sono caratterizzati da una buona resistenza all’ossidazione (nel caso del C/SiC) ed agli shock termici. In virtù di tali proprietà, tali materiali compositi trovano crescente applicazione, ad esempio, nell’industria aeronautica, nell’industria aerospaziale, ed anche nei settori dell'industria nucleare ed automobilistica; a titolo di esempio tali materiali sono largamente utilizzati come protezioni termiche per velivoli da rientro atmosferico (e.g. capsule e velivoli ipersonici) ed anche per i freni nel campo ferroviario ed automobilistico di alta gamma, e nel settore nucleare come condotti nei reattori.
  Stadio di sviluppo
Processo messo a punto, da stabilizzare presso impianto industriale. Time to market di circa un anno.
  Immagine n° 1
  Immagine n° 2

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