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Archivio digitale delle tesi discusse presso l'Università di Pisa

Tesi etd-04202017-144951


Tipo di tesi
Tesi di laurea magistrale
Autore
D'AMBROSIO, ROBERTO
URN
etd-04202017-144951
Titolo
Produzione di materiali compositi a matrice ceramica mediante infiltrazione in fase vapore
Dipartimento
INGEGNERIA CIVILE E INDUSTRIALE
Corso di studi
INGEGNERIA CHIMICA
Relatori
relatore Prof. Lazzeri, Andrea
Parole chiave
  • HELM
  • Chemical vapor infiltration
  • Ceramic matrix composites
  • High frequency electro magnetic technologies
  • microwave
Data inizio appello
12/05/2017
Consultabilità
Non consultabile
Data di rilascio
12/05/2087
Riassunto
I materiali ceramici avanzati, quali i compositi a matrice ceramica di tipo non ossidico (CMCs), rappresentano soluzioni molto promettenti per applicazioni ad alta temperatura ed in settori industriali strategici, come quello dei trasporti o quello energetico. Infatti questi materiali sono una delle maggiori priorità della European Platform for Advanced Engineering Materials (EuMat) ed uno dei temi all’ordine del giorno della European Commission Research Roadmap on Materials.
Questo lavoro è parte del progetto HELM (High-frequency Electro-Magnetic technologies for advanced processing of ceramic matrix composites and graphite expansion) il cui scopo è quello di ricercare tecnologie di lavorazione avanzata basate sull’uso di campi elettromagnetici ad elevata frequenza - microonde e radiofrequenze - per i trattamenti termici dei CMCs. Sono previste enormi possibilità di mercato per i CMCs a patto di superare le tre note lacune più importanti: costi elevati, difficoltà di lavorazione e affidabilità dei materiali. Nuove e più efficienti tecnologie di lavorazione possono aprire la strada per migliorare la qualità dei materiali, ridurre i tempi di lavorazione, avvicinarsi alla produzione di prodotti di dimensioni prossime a quelli di pezzi prodotti industrialmente, ridurre i costi energetici ed abbattere i costi di produzione. Tra le comuni tecniche per la produzione dei CMCs quella dell’infiltrazione chimica in fase vapore (CVI) è ancora la più significativa, che consiste nella deposizione della matrice all’interno di una preforma porosa composta di fibre, a partire da una miscela gassosa dei precursori ceramici che penetrano all’interno della preforma e reagiscono sulla superficie delle fibre formando una matrice di materiale solido su di esse portando ad un aumento della densità della preforma. Scopo di questo lavoro è lo studio di una tecnologia CVI specifica con riscaldamento ibrido termico/microonde allo scopo di ottenere una riduzione di un’ordine di grandezza nei tempi di produzione (20-30 ore rispetto 200-300 ore) dei CMCs, rispetto alla convenzionale tecnica CVI Isoterma, sviluppando un processo economico che consenta di depositare la matrice ceramica non ossidica in preforme a base di fibre in 2D e 3D. Le prove sperimentali sono state condotte nell’impianto pilota, appositamente sviluppato per il progetto HELM, nei laboratori del CNR di Pisa.
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