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Tesi etd-04202017-144951


Thesis type
Tesi di laurea magistrale
Author
D'AMBROSIO, ROBERTO
URN
etd-04202017-144951
Title
Produzione di materiali compositi a matrice ceramica mediante infiltrazione in fase vapore
Struttura
INGEGNERIA CIVILE E INDUSTRIALE
Corso di studi
INGEGNERIA CHIMICA
Commissione
relatore Prof. Lazzeri, Andrea
Parole chiave
  • Ceramic matrix composites
  • Chemical vapor infiltration
  • HELM
  • High frequency electro magnetic technologies
  • microwave
Data inizio appello
12/05/2017;
Consultabilità
parziale
Data di rilascio
12/05/2020
Riassunto analitico
I materiali ceramici avanzati, quali i compositi a matrice ceramica di tipo non<br>ossidico (CMCs), rappresentano soluzioni molto promettenti per applicazioni ad<br>alta temperatura ed in settori industriali strategici, come quello dei trasporti o<br>quello energetico. Infatti questi materiali sono una delle maggiori priorità della<br>European Platform for Advanced Engineering Materials (EuMat) ed uno dei temi<br>all’ordine del giorno della European Commission Research Roadmap on Materials.<br>Questo lavoro è parte del progetto HELM (High-frequency Electro-Magnetic<br>technologies for advanced processing of ceramic matrix composites and graphite<br>expansion) il cui scopo è quello di ricercare tecnologie di lavorazione avanzata<br>basate sull’uso di campi elettromagnetici ad elevata frequenza - microonde e radiofrequenze<br>- per i trattamenti termici dei CMCs. Sono previste enormi possibilità<br>di mercato per i CMCs a patto di superare le tre note lacune più importanti:<br>costi elevati, difficoltà di lavorazione e affidabilità dei materiali. Nuove e<br>più efficienti tecnologie di lavorazione possono aprire la strada per migliorare la<br>qualità dei materiali, ridurre i tempi di lavorazione, avvicinarsi alla produzione di<br>prodotti di dimensioni prossime a quelli di pezzi prodotti industrialmente, ridurre<br>i costi energetici ed abbattere i costi di produzione. Tra le comuni tecniche per<br>la produzione dei CMCs quella dell’infiltrazione chimica in fase vapore (CVI) è<br>ancora la più significativa, che consiste nella deposizione della matrice all’interno<br>di una preforma porosa composta di fibre, a partire da una miscela gassosa dei<br>precursori ceramici che penetrano all’interno della preforma e reagiscono sulla<br>superficie delle fibre formando una matrice di materiale solido su di esse portando<br>ad un aumento della densità della preforma. Scopo di questo lavoro è lo studio<br>di una tecnologia CVI specifica con riscaldamento ibrido termico/microonde allo<br>scopo di ottenere una riduzione di un’ordine di grandezza nei tempi di produzione<br>(20-30 ore rispetto 200-300 ore) dei CMCs, rispetto alla convenzionale tecnica<br>CVI Isoterma, sviluppando un processo economico che consenta di depositare la<br>matrice ceramica non ossidica in preforme a base di fibre in 2D e 3D. Le prove<br>sperimentali sono state condotte nell’impianto pilota, appositamente sviluppato<br>per il progetto HELM, nei laboratori del CNR di Pisa.
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