Grande Rilevanza IT-US

Ultrahigh temperature ceramic matrix composites by additive manufacturing using polymer precursors

Personale coinvolto: Luca Zoli, Pietro Galizia, Simone Failla

Data di inizio: 01/01/2016
Durata: 36 mesi
Finanziamento totale: 180.000 €
Bando: Ministero degli Affari esteri – Progetti di Grande Rilevanza
Coordinatore: Diletta Sciti
Consorzio: CNR-ISTEC, Italian Aerospace Research Centre, University of Boulder Colorado

Lo sviluppo di una nuova generazione di materiali ceramici in grado di operare in condizioni estreme, ad esempio T>2000°C è diventata una priorità per applicazioni nel settore dell’aerospazio e dell’energia. I compositi a matrice ceramica costituiti da fibre di carbonio e matrice in carbonio o carburo di silicio sono i materiali attualmente in uso, grazie all’eccellente combinazione di proprietà termo meccaniche. Tuttavia essi hanno una scarsa resistenza all’ossidazione per temperature maggiori di 1700°C.

Obiettivi scientifici includono:

miglioramento della resistenza all’ossidazione/corrosione mediante addizione di fasi auto-riparanti;
studio e comprensione dei meccanismi che regolano la pirolisi laser flash – una tecnica che consente la deposizione di nanostrati di PDC in pochi secondi, Fig. 1;
studio del comportamento di materiali ad alta temperatura mediante test su scala di laboratorio o in ambiente rilevante.

Il progetto si basa sulla sinergia tra ISTEC-CNR, CIRA (Centro Italiano Ricerche Aerospaziali), e Università di Colorado in Boulder (UCB). ISTEC è considerato un centro di eccellenza per il processo dei materiali, la caratterizzazione meccanica e in ossidazione. UCB ha un’esperienza unica nel processo di CMCs da precursori polimerici. CIRA ha strumentazioni uniche al mondo, come la galleria al plasma per la caratterizzazione dei materiali in condizioni estreme. Altri obiettivi primari di questo progetto sono: formazione di giovani ricercatori e incremento della competitività del CNR in Europa nei settori strategici di trasporto, energia e aerospazio.

Fig.1: esempi di UHCMC ottenuti per pirolisi laser flash.

Approfondimenti

Pubblicazioni e brevetti

P. Galizia, S. Failla, L. Zoli, D. Sciti, Tough salami-inspired Cf/ZrB2 UHTCMCs produced by electrophoretic deposition, J. Eur. Cer. Soc., 38, 403-409 (2018).