Viimeisimpien uutisten mukaan kalifornialainen MATECH on allekirjoittanut sopimuksen merkittävän puolustusurakoitsijan kanssa hypersonic ohjusten koteloiden kehittämisestä lentokokeisiin käyttämällä yhtiön hiilikuituvahvisteisia ZrOC (C/ZrOC) keraamisia matriisikomposiitteja.Vuonna 2023 , MATECH tuotti menestyksekkäästi 50 kiloa keramiikkamatriisikomposiittimateriaalia (CMC) tämän vuoden ohjelmaa varten.
MATECHin kehittämä ultrakorkean lämpötilan (UHT), erittäin mittavakaita rakenneeristeitä auttaa voittamaan korkean lämpötilan haasteet, jotka liittyvät hypersonic ohjusten koteloihin suurilla nopeuksilla; nämä ohjusten kotelot kuumenevat erittäin kuumiksi, kun niitä lennetään yliääniolosuhteissa, joten mitä nopeammin ne lentävät, sitä kuumemmaksi ne kuumenevat.
MATECHin C/ZrOC keraaminen matriisikomposiitti on matalan ablaatiotason hypersonic materiaali, joka on edullinen, skaalautuva ja helppo valmistaa. Sitä on testattu yli 2760 asteen lämpötiloissa äärimmäisissä seisontapaineissa useissa valtion laboratorioissa. Lisäksi yhtiö sanoo, että tämän keraamipohjaisen komposiitin valmistuskustannukset ovat yhtä suuret tai pienemmät kuin sen raskaammat, vähemmän suorituskykyiset metallivastineet.
Puolustuskäyttöön tarkoitettujen hypersonic-ohjusten koteloiden lisäksi MATECHin C/ZrOC Thermal Protection System (TPS) on ihanteellinen kaupallisten avaruusalusten uudelleenkäytettäviin lämpösuojain. Lisäksi MATECHin C/ZrOC kestää äärimmäisiä Kuun ja Marsin paluulämpövirtoja.
MATECHin pitkäaikainen sitoutuminen erittäin korkean lämpötilan komposiitteihin
Perustamisestaan vuonna 1989 lähtien MATECH on sitoutunut kaupallistamaan korkean ja ultrakorkean lämpötilan (UHT) keraamisia kuituja ja keraamisia matriisikomposiittitekniikoita. MATECH on kehittänyt valikoiman esikeraamisia polymeerejä piikarbidin (SiC) valmistukseen. , piinitridi/piikarbidi (SiNC), piioksidihiili (SOC), piinitridi (Si3N4) ja hafnoseenikarbidi (HfC). Näitä kaikkia käytetään korkeiden lämpötilojen rakennesovelluksissa.
Hypersonic nenäkärjet ovat kiistatta vaativimpia ultrakorkean lämpötilan (UHT) sovelluksia ohjusmateriaaleille. Muodon säilyttäminen on tärkeää ohjuksen toiminnan kannalta. Suuritiheyksiset lämpöpuristetut keraamit, kuten piikarbidi, tarjoavat alhaisimmat hapetus- ja ablaationopeudet. Keramiikalla on kuitenkin huono lämpöiskunkestävyys ja alhainen sitkeys. Sitä vastoin keraamiset matriisikomposiitit (CMC) tarjoavat korkean sitkeyden.
Tällä hetkellä tavallinen keraamisten matriisikomposiittien valmistusmenetelmä on aloittaa 40-50 % tiheydellä CMC ja sitten käyttää Field Assisted Sintering Technique (FAST) -tekniikkaa, joka päätyy tiheyksiin, jotka ovat kaukana 100 % ja toimivat erittäin huonosti kuituina. tuhotaan. Siksi yritys ymmärsi tarpeen olla tiheämpi aihion alusta alkaen ja huokoisuus on aina 7-10 %, minkä yritys on sittemmin onnistuneesti osoittanut, että se voidaan saavuttaa alle 10 minuutissa jopa 99,9 %:n tiheällä piikarbidilla/ SiC, jolla on CMC:ltä odotettu lujuus ja sitkeys.
Hiili-hiili (C/C) -komposiitit kehitettiin ensimmäisen kerran vuonna 1958 ballistiseksi reentry-nenäkärjen materiaaliksi, ja vaikka High Density Carbon-Carbon (HDCC) -komposiiteilla on erinomaiset ominaisuudet, niillä on erittäin korkeat ablaationopeudet korkeissa lämpötiloissa ja seisovassa. virtauspaineet. Tämän pohjalta MATECH kehitti erittäin alhaisen ablaationopeuden hypersonic-materiaalin, joka tunnetaan C/ZrOC-komposiiteina, jotka ovat edullisia, massatuotettavia ja helppoja valmistaa. Yhdysvaltain ohjuspuolustusviraston vahvalla tuella MATECH on saavuttanut yliääni- ja ohjuspuolustussovelluksiin ennakkohyväksynnän Ultra High Temperature (UHT) C/ZrOC TPS- ja propulsiovarianteilleen. Nämä on kehitetty erityisesti korkean suorituskyvyn ja helpon valmistuksen vuoksi kriittisten puolustus- ja siviilitilan tarpeiden täyttämiseksi.
Ja tammikuussa MATECH ilmoitti kehittäneensä erittäin korkeatiheyksisiä hiilikuituvahvisteisia hiilimatriisikomposiitteja (C/C). Tämä uraauurtava uusi tekniikka tekee C/C-komposiiteista 20 kertaa kestävämpiä ablaatiota ja hapettumista vastaan kuin tällä hetkellä saatavilla olevat C/C-materiaalit, ja sitä odotetaan käytettävän vaativissa nokka- ja etureunan komponenteissa, kuten hypersonic-ohjuksissa ja ballistisissa palaamisessa.