Potrivit ultimelor știri, MATECH, cu sediul în California, a semnat un contract cu un antreprenor de apărare proeminent pentru dezvoltarea de carcase de rachete hipersonice pentru testarea în zbor folosind compozitele din matrice ceramică ZrOC (C/ZrOC) armate cu fibră de carbon ale companiei. În 2023 , MATECH a produs cu succes 50 de kilograme de material compozit cu matrice ceramică (CMC) pentru programul din acest an.
Dezvoltarea de către MATECH a izolatorilor structurali de ultra-înaltă temperatură (UHT), foarte stabili dimensional ajută la depășirea provocărilor de temperatură ridicată asociate cu carcasele rachetelor hipersonice la viteze mari; aceste carcase de rachetă devin foarte fierbinți atunci când sunt zburate în condiții hipersonice, așa că cu cât zboară mai repede, cu atât devin mai fierbinți.
Compozitul cu matrice ceramică C/ZrOC de la MATECH este un material hipersonic cu ablație scăzută, care este ieftin, scalabil și ușor de fabricat. A fost testat la temperaturi de peste 2760 de grade la presiuni extreme de oprire în mai multe laboratoare guvernamentale. În plus, compania spune că costul de producție al acestui compozit pe bază de ceramică este egal sau mai mic decât omologii săi din metal mai greu și mai puțin capabil.
Pe lângă carcasele rachetelor hipersonice pentru apărare, sistemul de protecție termică C/ZrOC (TPS) de la MATECH este ideal pentru scuturile termice reutilizabile ale navelor spațiale comerciale. În plus, C/ZrOC de la MATECH poate rezista la fluxurile extreme de căldură ale întoarcerii lunare și ale lui Marte.
Angajamentul pe termen lung al MATECH față de compozitele la temperaturi ultra-înalte
Încă de la înființarea sa în 1989, MATECH s-a angajat să comercializeze tehnologiile compozite cu fibre ceramice și cu matrice ceramică la temperaturi înalte și ultra-înalte (UHT). , nitrură de siliciu/carbură de siliciu (SiNC), carbon oxid de siliciu (SOC), nitrură de siliciu (Si3N4) și carbură de hafnocen (HfC). Toate acestea sunt utilizate în aplicații structurale la temperaturi ridicate.
Vârfurile hipersonice ale nasului sunt, fără îndoială, cele mai solicitante aplicații de temperatură ultra-înaltă (UHT) pentru materialele de rachetă. Menținerea formei este esențială pentru operarea rachetelor. Ceramica presată termic de înaltă densitate, cum ar fi carbura de siliciu, oferă cele mai scăzute rate de oxidare și ablație. Cu toate acestea, ceramica are o rezistență slabă la șocuri termice și o duritate scăzută. În schimb, compozitele cu matrice ceramică (CMC) oferă o rezistență ridicată.
În prezent, metoda obișnuită de preparare a compozitelor cu matrice ceramică este de a începe cu 40-50% densitate CMC și apoi de a folosi Field Assisted Sintering Technique (FAST), care ajunge la densități care sunt departe de 100% și performanțe foarte slabe ca fibrele. sunt distruse. Prin urmare, compania a recunoscut nevoia de a fi mai dens încă de la începutul preformei, cu porozitate până la 7-10%, ceea ce compania a demonstrat cu succes de atunci că poate fi atins în mai puțin de 10 minute cu până la 99,9% SiC dens/ SiC cu rezistența și duritatea așteptate de la CMC.
Compozitele carbon-carbon (C/C) au fost dezvoltate pentru prima dată în 1958 ca material balistic de reintrare a vârfului nasului și, în timp ce compozitele carbon-carbon de înaltă densitate (HDCC) au proprietăți excelente, au rate de ablație foarte ridicate la temperaturi ridicate și stagnează. presiunile de curgere. Pe baza acestui lucru, MATECH a dezvoltat un material hipersonic cu o rată de ablație foarte scăzută, cunoscut sub numele de compozite C/ZrOC, care sunt cu costuri reduse, producibile în masă și ușor de fabricat. Cu sprijinul puternic din partea Agenției de Apărare Antirachetă din SUA, MATECH a obținut statutul de precalificare pentru aplicațiile hipersonice și de apărare antirachetă pentru TPS și variantele de propulsie C/ZrOC Ultra High Temperature (UHT). Acestea au fost dezvoltate special pentru performanță ridicată și ușurință de fabricație pentru a satisface nevoile critice de apărare și spațiu civil.
Și în ianuarie, MATECH a anunțat că a dezvoltat compozite cu matrice de carbon (C/C) armate cu fibră de carbon de densitate ultra-înaltă. Această nouă tehnologie revoluționară va face compozitele C/C de 20 de ori mai rezistente la ablație și oxidare decât materialele C/C disponibile în prezent și este de așteptat să fie utilizată în componente solicitante de vârf și de vârf, cum ar fi rachetele hipersonice și reintrarea balistică.