Segons les últimes notícies, MATECH, amb seu a Califòrnia, ha signat un contracte amb un destacat contractista de defensa per al desenvolupament de carcasses de míssils hipersònics per a proves de vol utilitzant els compostos de matriu ceràmica ZrOC (C/ZrOC) reforçats amb fibra de carboni de la companyia. El 2023 , MATECH va produir amb èxit 50 quilos de material compost de matriu ceràmica (CMC) per al programa d'enguany.
El desenvolupament de MATECH d'aïllants estructurals d'ultra-alta temperatura (UHT), molt estables dimensionalment, ajuda a superar els reptes d'alta temperatura associats a les carcasses de míssils hipersònics a altes velocitats; aquestes carcasses de míssils s'escalfen molt quan es volen en condicions hipersòniques, de manera que com més ràpid volen, més calen.
El compost de matriu ceràmica C/ZrOC de MATECH és un material hipersònic de baixa ablació de baix cost, escalable i fàcil de fabricar. S'ha provat a temperatures superiors als 2760 graus a pressions de parada extremes en diversos laboratoris governamentals. A més, la companyia diu que el cost de fabricació d'aquest compost a base de ceràmica és igual o inferior al dels seus homòlegs metàl·lics més pesats i menys capaços.
A més de les carcasses de míssils hipersònics per a la defensa, el sistema de protecció tèrmica (TPS) C/ZrOC de MATECH és ideal per a escuts tèrmics reutilitzables en naus espacials comercials. A més, el C/ZrOC de MATECH pot suportar els fluxos de calor extrems del retorn lunar i el retorn de Mart.
Compromís a llarg termini de MATECH amb els compostos d'ultra-alta temperatura
Des dels seus inicis l'any 1989, MATECH s'ha compromès amb la comercialització de tecnologies compostes de fibra ceràmica i matriu ceràmica d'alta i ultraalta temperatura (UHT). MATECH ha desenvolupat una gamma de polímers preceràmics per a la fabricació de carbur de silici (SiC) , nitrur de silici/carbur de silici (SiNC), òxid de silici de carboni (SOC), nitrur de silici (Si3N4) i carbur d'hafnocè (HfC). Tots aquests s'utilitzen en aplicacions estructurals d'alta temperatura.
Les puntes del nas hipersònics són sens dubte les aplicacions de temperatura ultraalta (UHT) més exigents per a materials de míssils. Mantenir la forma és fonamental per al funcionament dels míssils. Les ceràmiques premsades tèrmicament d'alta densitat com el carbur de silici proporcionen les taxes d'oxidació i ablació més baixes. No obstant això, la ceràmica té una baixa resistència al xoc tèrmic i una baixa tenacitat. En canvi, els compostos de matriu ceràmica (CMC) ofereixen una alta tenacitat.
Actualment, el mètode habitual de preparació dels compostos de matriu ceràmica és començar amb un 40-50% de densitat CMC i després utilitzar la tècnica de sinterització assistida al camp (FAST), que acaba amb densitats que estan lluny del 100% i tenen un rendiment molt baix com les fibres. estan destruïts. Per tant, l'empresa va reconèixer la necessitat de ser més densa des del principi de la preforma, amb una porositat inferior al 7-10%, cosa que l'empresa ha demostrat amb èxit des de llavors que es pot aconseguir en menys de 10 minuts amb fins a un 99,9% de SiC/ dens. SiC amb la força i la duresa esperades de CMC.
Els compostos de carboni-carboni (C/C) es van desenvolupar per primera vegada l'any 1958 com a material de punta del nas de reentrada balística, i mentre que els compostos de carboni-carboni d'alta densitat (HDCC) tenen excel·lents propietats, tenen taxes d'ablació molt elevades a altes temperatures i estan estancades. pressions de flux. A partir d'això, MATECH va desenvolupar un material hipersònic de velocitat d'ablació molt baixa, conegut com a compostos C/ZrOC, de baix cost, de producció en massa i fàcil de fabricar. Amb un fort suport de l'Agència de Defensa de míssils dels EUA, MATECH ha aconseguit l'estat de prequalificació per a aplicacions de defensa hipersònica i de míssils per a les seves variants de propulsió i TPS C/ZrOC d'ultra alta temperatura (UHT). Aquests van ser desenvolupats específicament per a un alt rendiment i facilitat de fabricació per satisfer les necessitats crítiques de defensa i espai civil.
I al gener, MATECH va anunciar que ha desenvolupat compostos de matriu de carboni reforçat amb fibra de carboni d'ultra densitat (C/C). Aquesta nova tecnologia innovadora farà que els compostos C/C siguin 20 vegades més resistents a l'ablació i l'oxidació que els materials C/C disponibles actualment, i s'espera que s'utilitzin en components exigents i de punta, com ara míssils hipersònics i reentrada balística.