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Materiali a gradiente di funzione in ceramico multistrato e composito ceramico a fibra continua e relativo processo di fabbricazione

I materiali a gradiente di funzione sviluppati presentano una struttura mista in carburo di silicio (SiC) multistrato ed in composito ceramico con matrice di carburo di silicio e fibre continue di carbonio o di carburo di silicio. Questi materiali sono adatti per applicazioni ad alta temperatura (superiore a 1000°C) per componenti ceramici che richiedano elevate prestazioni meccaniche e funzionali.
La tecnica utilizzata è adatta alla fabbricazione di pannelli in geometria piana, curva, tubolare etc. e consiste nella combinazione di diverse tecnologie quali la colatura su nastro, la sinterizzazione, l’infiltrazione chimica in fase vapore (CVI) o l’impregnazione polimerica e pirolisi (PIP).

Il processo di fabbricazione può essere così riassunto:
Il carburo di silicio multistrato viene realizzato attraverso la tecnica della “colatura su nastro” (tape casting). In particolare, il nastro suddetto viene preparato depositando uno strato sottile di pasta di carburo di silicio su una pellicola di poliestere. Alla fine di questa fase si ha un nastro di materiale plastico che può essere maneggiato, formato e tagliato in varie forme e dimensioni. Successivamente il multistrato viene decerato e sinterizzato attraverso un trattamento termico ad alta temperatura. Infine sul multistrato viene applicato il materiale composito. Quest’ultimo è costituito da una tessitura (preforma) di fibre carburo di silicio o di carbonio densificata con una matrice di carburo di silicio attraverso un processo di infiltrazione polimerica e pirolisi (PIP) oppure attraverso un processo di infiltrazione per decomposizione chimica in fase vapore (CVI). Se si usano fibre di carburo di silicio è necessario che sulle fibre sia presente uno strato di carbonio al fine di ridurre la fragilità del composito ceramico.

Campioni di materiale a gradiente di funzione così realizzato possiedono elevata resistenza meccanica e tenacità alla frattura e bassa permeabilità.

Sezione di tubo realizzato con materiale ceramico a gradiente di funzioneSezione di tubo realizzato con materiale ceramico
a gradiente di funzione ...




micrografia del multistrato di SiC ... con micrografia del multistrato
di SiC


Brevetto n. TO2003A000956 del 28.11.03 autori Ortona A.,
Riccardi B.
Pasquale G.A.