Tecnologie per lo sviluppo di ceramici compositi fibrorinforzati

Le principali proprietà dei compositi rinforzati a fibre lunghe a base di ceramici non ossidici, quali carburo di silicio (SiC) o carbonio (C), sono l’elevata resistenza alle alte temperature, la resistenza al creep, la bassa densità, l’elevata tenacità e la resistenza agli shock termici. Queste caratteristiche li rendono i candidati ideali per la sostituzione sia dei materiali metallici tradizionalmente utilizzati, il cui principale limite applicativo è rappresentato dalle temperature operative che non possono superare i 1000°C, sia dei ceramici monolitici dei quali riescono ad ovviare alla loro scarsa resistenza agli shock termici e soprattutto al loro comportamento fragile a rottura, determinato dalla propagazione dei difetti, mediante l’introduzione di una seconda fase di rinforzo.

Tra le tecniche di produzione di compositi ceramici, si dispone di impianti pilota per la produzione di compositi mediante tecnica CVI (Chemical Vapour Infiltration) e mediante tecnica PIP (Polymer Infiltration Pyrolysis). La tecnica PIP appare particolarmente interessante anche per la produzione di materiali compositi termostrutturali di basso costo, a partire da una varietà di fibre, anche ossidiche, ottimi candidati per applicazioni in automotive.

In particolare, le attività di ricerca riguardano i seguenti ambiti:

Infiltrazione chimica in fase vapore (CVI, Chemical Vapour Infiltration)

Compositi Cf/C e SiCf/SiC

Deposizione chimica in fase vapore (CVD, Chemical Vapour Deposition)

Deposizione di interfasi su fibre e tessuti

Infiltrazione e pirolisi di precursori polimerici (PIP, Polymer Infiltration Pyrolysis)

• studio del processo PIP per infiltrazione di polimeri preceramici su preforme di fibre
• produzione di prepreg basati su polimeri preceramici e tessuti di fibre
• produzione di manufatti da laminazione manuale e sviluppo di stampi

Processi combinati PIP/CVI