Po zadnjih novicah je kalifornijski MATECH podpisal pogodbo z uglednim obrambnim izvajalcem za razvoj ohišij hiperzvočnih izstrelkov za testiranje letenja z uporabo z ogljikovimi vlakni ojačanih ZrOC (C/ZrOC) kompozitov s keramično matriko. Leta 2023 , je MATECH uspešno izdelal 50 kilogramov keramično-matričnega kompozitnega materiala (CMC) za letošnji program.
MATECH-ov razvoj visokotemperaturnih (UHT) zelo dimenzijsko stabilnih strukturnih izolatorjev pomaga pri premagovanju visokotemperaturnih izzivov, povezanih z ohišji hiperzvočnih izstrelkov pri visokih hitrostih; ta ohišja izstrelkov postanejo zelo vroča, ko letijo v hiperzvočnih pogojih, zato hitreje ko letijo, bolj se segrejejo.
MATECH-ov keramični matrični kompozit C/ZrOC je hiperzvočni material z nizko ablacijo, ki je poceni, razširljiv in enostaven za izdelavo. Preizkušen je bil pri temperaturah nad 2760 stopinj pri ekstremnih tlakih mirovanja v več vladnih laboratorijih. Poleg tega podjetje pravi, da so proizvodni stroški tega kompozita na osnovi keramike enaki ali nižji od njegovih težjih, manj zmogljivih kovinskih primerkov.
Poleg ohišij hiperzvočnih izstrelkov za obrambo je MATECH-ov C/ZrOC toplotni zaščitni sistem (TPS) idealen za toplotne ščite za večkratno uporabo na komercialnih vesoljskih plovilih. Poleg tega lahko MATECH-ov C/ZrOC prenese ekstremne toplotne tokove luninega povratka in Marsovega povratka.
MATECH-ova dolgoročna zaveza kompozitom za ultra visoke temperature
Od svoje ustanovitve leta 1989 je bil MATECH zavezan komercializaciji visoko- in ultravisokih temperatur (UHT) keramičnih vlaken in kompozitnih tehnologij s keramično matriko. MATECH je razvil vrsto predkeramičnih polimerov za izdelavo silicijevega karbida (SiC) , silicijev nitrid/silicijev karbid (SiNC), ogljikov silicijev oksid (SOC), silicijev nitrid (Si3N4) in hafnocenski karbid (HfC). Vsi ti se uporabljajo pri visokotemperaturnih strukturnih aplikacijah.
Hiperzvočne konice nosu so nedvomno najzahtevnejše aplikacije za ultra visoke temperature (UHT) za materiale izstrelkov. Ohranjanje oblike je ključnega pomena za delovanje rakete. Termično stisnjena keramika z visoko gostoto, kot je silicijev karbid, zagotavlja najnižje stopnje oksidacije in ablacije. Vendar ima keramika slabo odpornost na toplotne udarce in nizko žilavost. Nasprotno pa kompoziti s keramično matriko (CMC) ponujajo visoko žilavost.
Trenutno je običajna metoda priprave za kompozite s keramično matriko, da se začne s CMC z gostoto 40-50 % in se nato uporabi tehnika sintranja s pomočjo polja (FAST), ki konča z gostotami, ki so daleč od 100 % in delujejo zelo slabo kot vlakna so uničeni. Podjetje je zato že od samega začetka prepoznalo potrebo po gostejšem predobliku s poroznostjo do 7-10%, kar je podjetje od takrat uspešno dokazalo, da se lahko doseže v manj kot 10 minutah z do 99,9 % gostoto SiC/ SiC z močjo in žilavostjo, ki se pričakuje od CMC.
Kompoziti ogljik-ogljik (C/C) so bili prvič razviti leta 1958 kot material za balistično konico nosne konice za ponovni vstop, in medtem ko imajo kompoziti ogljik-ogljik visoke gostote (HDCC) odlične lastnosti, imajo zelo visoke stopnje ablacije pri visokih temperaturah in stagnaciji pretočni tlaki. Na podlagi tega je MATECH razvil hiperzvočni material z zelo nizko stopnjo ablacije, znan kot kompoziti C/ZrOC, ki so poceni, množično izdelani in enostavni za izdelavo. Z močno podporo Agencije za protiraketno obrambo ZDA je MATECH dosegel predkvalificirani status za hiperzvočne in raketne obrambne aplikacije za svoje ultravisoke temperature (UHT) C/ZrOC TPS in različice pogona. Ti so bili posebej razviti za visoko zmogljivost in enostavno izdelavo za izpolnjevanje kritičnih potreb obrambe in civilnega prostora.
Januarja je družba MATECH objavila, da je razvila kompozite z ogljikovimi matricami (C/C), ojačane z ogljikovimi vlakni ultra visoke gostote. Ta prelomna nova tehnologija bo naredila C/C kompozite 20-krat bolj odporne na ablacijo in oksidacijo kot trenutno razpoložljivi C/C materiali, in naj bi se uporabljala v zahtevnih nosnih in vodilnih komponentah, kot so hiperzvočne rakete in balistični ponovni vstop.