» Realizzazione integrata di pannelli sandwich con compositi ceramici

Questi pannelli hanno elevate caratteristiche di resistenza e rigidezza riducendo pesi e costi.

L’utilizzo di laminati ibridi in carbonio e carburo di silicone per rinforzare pannelli in composito a matrice ceramica, uniti a riempitivi in schiuma anch’essi ceramici, crea strutture in sandwich capaci di resistere in ambienti con flussi di calore molto elevati (150 W/cm2). In questo caso il riempitivo genera un salto di temperatura di 1000°C tra le due facce senza alcun danno strutturale. Inoltre queste strutture mostrano una elevata resistenza all’urto e ciò le rende adatte alla realizzazione di bordi d’attacco o superfici di comando dei velivoli. E’ importante ottenere nel laminato delle facce un Coefficiente di espansione termica compatibile con quello del riempitivo in modo da poter realizzare il sandwich in maniera integrata senza delaminazioni indotte dalle temperature. Per fare questo si può agire su vari parametri, che influiscono anche sulle caratteristiche meccaniche, come il livello di porosità della schiuma riempitiva, lo spessore totale della struttura, il rapporto tra spessore delle facce e del riempitivo, i costituenti delle fibre delle facce e il loro rapporto.Le facce e il riempitivo non sono fabbricate separatamente e poi incollate, ma vengono unite tramite deposizione chimica di vapore, eliminando i rischi di scollaggi durante l’uso. 

Con questo concetto strutturale è possibile ottenere pannelli ad elevata resistenza e rigidezza ma con una bassa densità (1.06 g/cm3); inoltre decade la necessità di aggiungere strati protettivi non strutturali per la protezione delle strutture dalle alte temperature con un conseguente riduzione del peso.

 

Fonte: Nasa Tech Briefs