A legfrissebb hírek szerint a kaliforniai székhelyű MATECH szerződést írt alá egy prominens védelmi vállalkozóval hiperszonikus rakétaházak fejlesztésére repülési teszteléshez a cég szénszál-erősítésű ZrOC (C/ZrOC) kerámia-mátrix kompozitjait használva.2023-ban , a MATECH sikeresen gyártott 50 kilogramm kerámia-mátrix kompozit anyagot (CMC) az idei programhoz.
A MATECH ultra-magas hőmérsékletű (UHT), nagy méretstabil szerkezeti szigetelők fejlesztése segít leküzdeni a hiperszonikus rakéták nagy sebességű házaival kapcsolatos magas hőmérsékleti kihívásokat; ezek a rakéták burkolatai nagyon felforrósodnak, ha hiperszonikus körülmények között repülnek, így minél gyorsabban repülnek, annál melegebbek lesznek.
A MATECH C/ZrOC kerámia mátrix kompozitja alacsony ablációs hiperszonikus anyag, amely alacsony költségű, méretezhető és könnyen előállítható. Több kormányzati laboratóriumban tesztelték 2760 fokos hőmérsékleten, extrém nyugalmi nyomás mellett. Ezenkívül a vállalat azt állítja, hogy ennek a kerámia alapú kompozitnak a gyártási költsége megegyezik a nehezebb, kevésbé alkalmas fém társaiéval vagy annál kisebb.
A védelmi célú hiperszonikus rakéták burkolatain kívül a MATECH C/ZrOC hővédelmi rendszere (TPS) ideális a kereskedelmi űrhajók újrafelhasználható hőpajzsaihoz. Ezenkívül a MATECH C/ZrOC ellenáll a Hold és a Mars visszatérésének szélsőséges hőáramainak.
A MATECH hosszú távú elkötelezettsége az ultramagas hőmérsékletű kompozitok iránt
1989-es megalakulása óta a MATECH elkötelezett a magas és ultramagas hőmérsékletű (UHT) kerámiaszál és kerámia mátrix kompozit technológiák kereskedelmi forgalomba hozatala mellett. A MATECH előkerámia polimerek sorát fejlesztette ki a szilícium-karbid (SiC) előállításához. , szilícium-nitrid/szilícium-karbid (SiNC), szilícium-oxid-szén (SOC), szilícium-nitrid (Si3N4) és hafnocén-karbid (HfC). Mindezeket magas hőmérsékletű szerkezeti alkalmazásokban használják.
A hiperszonikus orrhegyek vitathatatlanul a legigényesebb ultramagas hőmérsékletű (UHT) alkalmazások a rakétaanyagokhoz. Az alak megőrzése kritikus fontosságú a rakéta működéséhez. A nagy sűrűségű termikusan préselt kerámiák, például a szilícium-karbid biztosítják a legalacsonyabb oxidációs és ablációs sebességet. A kerámiák azonban gyenge hősokkállósággal és alacsony szívóssággal rendelkeznek. Ezzel szemben a kerámia mátrix kompozitok (CMC) nagy szívósságot kínálnak.
Jelenleg a kerámia mátrix kompozitok szokásos előkészítési módszere az, hogy 40-50%-os sűrűségű CMC-vel kezdjük, majd Field Assisted Sintering Technique-t (FAST) használunk, aminek eredményeként a sűrűség messze nem 100%, és szálként nagyon rosszul teljesít. elpusztulnak. A vállalat ezért felismerte, hogy az előforma kezdetétől sűrűbbnek kell lennie, és a porozitásnak 7-10%-ig kell csökkennie, ami azóta sikeresen bebizonyította, hogy akár 99,9%-os sűrűségű SiC/-vel kevesebb, mint 10 perc alatt elérhető. SiC a CMC-től elvárt szilárdsággal és szívóssággal.
A szén-szén (C/C) kompozitokat először 1958-ban fejlesztették ki ballisztikusan visszatérő orrhegy anyagaként, és bár a nagy sűrűségű szén-szén (HDCC) kompozitok kiváló tulajdonságokkal rendelkeznek, nagyon magas ablációs sebességük van magas hőmérsékleten és stagnáló állapotban. áramlási nyomások. Ennek alapján a MATECH kifejlesztett egy nagyon alacsony ablációs sebességű hiperszonikus anyagot, C/ZrOC kompozitként ismert, amely alacsony költségű, tömegesen gyártható és könnyen gyártható. Az Egyesült Államok Rakétavédelmi Ügynökségének erős támogatásával a MATECH elérte a hiperszonikus és rakétavédelmi alkalmazások előminősítési státuszát az Ultra High Temperature (UHT) C/ZrOC TPS és propulziós változataihoz. Ezeket kifejezetten a nagy teljesítményre és az egyszerű gyártásra fejlesztették ki, hogy megfeleljenek a kritikus védelmi és polgári űrszükségleteknek.
Januárban pedig a MATECH bejelentette, hogy ultra-nagy sűrűségű szénszál-erősítésű szénmátrix (C/C) kompozitokat fejlesztett ki. Ezzel az úttörő új technológiával a C/C kompozitok 20-szor ellenállóbbak lesznek az ablációval és oxidációval szemben, mint a jelenleg elérhető C/C anyagok, és várhatóan olyan igényes orr- és élvonalbeli komponensekben is használják majd, mint a hiperszonikus rakéták és a ballisztikus visszatérés.