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FORCE

Ceramici funzionali rinforzati con fibra a gradiente per ambienti estremi

Responsabile: Laura Silvestroni

Personale coinvolto: Diletta Sciti, Nicola Gilli, Alex Sangiorgi, Cesare Melandri

Data inizio:15/08/2019
Durata: 36 mesi
Finanziamento totale: 192.257 $
Bando: US ARMY ACC-APC-RTP
Coordinatore: Laura Silvestroni

FORCE riguarda lo sviluppo di materiali tolleranti al difetto e resistenti all’ossidazione per uso a temperature ultra-elevate in atmosfere ossidanti. L’obiettivo primario è lo sviluppo di uno strato tampone (Fig. 1a) in grado di evitare il danneggiamento delle fibre di carbonio durante sinterizzazione ad alta temperatura e ossidazione. Una volta ottimizzata la composizione dello strato tampone si proseguirà alla formulazione e manifattura di un composito a base di matrice ultra-refrattaria rinforzato con fibra a gradiente (Fig.1b) con proprietà termo-meccaniche migliorate rispetto ad un composito mono-rinforzato.

a) Schema della disposizione microstrutturale di un FG-UHTC con strato esterno resistente all’ossidazione, strato tampone per evitare il danneggiamento delle fibre e un cuore progressivamente ricco di fibra corta di C; b) immagine SEM di un FG-UHTC con fibra di carbonio a gradiente.

 

Pubblicazioni e brevetti:

  • L. Silvestroni, C. Melandri, V. Venkatachalam, J. Binner, D. Sciti, Merging toughness and oxidation resistance in a light ZrB2 composite, Materials &Design, 183 (2019) 108078.
  • L. Silvestroni, S. Failla, A. Vinci, 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 39 (2019) 2771–2781.
  • L. Silvestroni, C. Capiani, D. Dalle Fabbriche, C. Melandri, Novel light and tough ZrB2-based functionally graded ceramics, Composites: Part B, 99, 321-329 (2016).
  • L. Silvestroni, D. Dalle Fabbriche, C. Melandri, D. Sciti, “Relationships between Carbon fiber type and interfacial domain in ZrB2-based ceramics”, Journal of the European Ceramic Society, 36 [1] 17-24 (2016).