طبق آخرین اخبار، شرکت MATECH مستقر در کالیفرنیا قراردادی را با یک پیمانکار دفاعی برجسته برای توسعه محفظه موشک های مافوق صوت برای آزمایش پرواز با استفاده از کامپوزیت های ماتریس سرامیکی ZrOC (C/ZrOC) تقویت شده با فیبر کربن این شرکت امضا کرده است. در سال 2023 MATECH با موفقیت 50 کیلوگرم مواد کامپوزیت زمینه سرامیکی (CMC) را برای برنامه امسال تولید کرد.
توسعه MATECH از عایقهای ساختاری با دمای فوقالعاده بالا (UHT)، به غلبه بر چالشهای دمای بالا مرتبط با پوشش موشکهای مافوق صوت در سرعتهای بالا کمک میکند. این قفسههای موشک زمانی که در شرایط مافوق صوت پرواز میکنند بسیار داغ میشوند، بنابراین هر چه سریعتر پرواز کنند، داغتر میشوند.
کامپوزیت ماتریس سرامیکی C/ZrOC MATECH یک ماده مافوق صوت با فرسایش کم است که هزینه پایین، مقیاس پذیر و آسان برای ساخت دارد. در دماهای بالاتر از 2760 درجه در فشارهای سکون شدید در چندین آزمایشگاه دولتی آزمایش شده است. علاوه بر این، این شرکت می گوید که هزینه ساخت این کامپوزیت مبتنی بر سرامیک برابر یا کمتر از همتایان فلزی سنگین تر و کم توان آن است.
علاوه بر محفظه های موشک های مافوق صوت برای دفاع، سیستم حفاظت حرارتی C/ZrOC MATECH (TPS) برای سپرهای حرارتی قابل استفاده مجدد در فضاپیماهای تجاری ایده آل است. علاوه بر این، C/ZrOC MATECH می تواند در برابر شارهای گرمای شدید بازگشت ماه و بازگشت مریخ مقاومت کند.
تعهد بلندمدت MATECH به کامپوزیت های با دمای فوق العاده بالا
از زمان آغاز به کار خود در سال 1989، MATECH متعهد به تجاری سازی الیاف سرامیکی با دمای بالا و فوق العاده بالا (UHT) و فن آوری های کامپوزیت زمینه سرامیکی بوده است. سیلیکون نیترید/سیلیکون کاربید (SiNC)، کربن اکسید سیلیکون (SOC)، نیترید سیلیکون (Si3N4) و هافنوسن کاربید (HfC). همه اینها در کاربردهای سازه ای با دمای بالا استفاده می شوند.
نوک بینی های مافوق صوت بدون شک سخت ترین کاربردهای دمای فوق العاده بالا (UHT) برای مواد موشک است. حفظ شکل برای عملیات موشک بسیار مهم است. سرامیک های فشرده حرارتی با چگالی بالا مانند کاربید سیلیکون کمترین میزان اکسیداسیون و فرسایش را ارائه می دهند. با این حال، سرامیک ها مقاومت در برابر شوک حرارتی ضعیف و چقرمگی پایینی دارند. در مقابل، کامپوزیت های زمینه سرامیکی (CMCs) چقرمگی بالایی ارائه می دهند.
در حال حاضر روش معمول آمادهسازی کامپوزیتهای زمینه سرامیکی این است که با CMC چگالی 40-50% شروع شود و سپس از تکنیک تف جوشی به کمک میدان (FAST) استفاده شود، که در نهایت با چگالیهای بسیار دور از 100 درصد و عملکرد بسیار ضعیف به عنوان الیاف است. نابود می شوند. بنابراین، شرکت نیاز به چگالی بیشتر از همان ابتدا با تخلخل تا 7-10 درصد تشخیص داد که شرکت از آن زمان با موفقیت نشان داده است که میتوان آن را در کمتر از 10 دقیقه با تا 99.9 درصد SiC/ متراکم به دست آورد. SiC با قدرت و چقرمگی مورد انتظار از CMC.
کامپوزیت های کربن-کربن (C/C) برای اولین بار در سال 1958 به عنوان یک ماده بالستیک با ورود مجدد نوک بینی ساخته شدند و در حالی که کامپوزیت های کربن-کربن با چگالی بالا (HDCC) دارای خواص عالی هستند، نرخ فرسایش بسیار بالایی در دماهای بالا و راکد دارند. فشارهای جریان بر اساس این MATECH یک ماده مافوق صوت با سرعت فرسایش بسیار پایین، معروف به کامپوزیت های C/ZrOC که کم هزینه، تولید انبوه و آسان برای ساخت هستند، توسعه داد. با حمایت قوی آژانس دفاع موشکی ایالات متحده، MATECH به وضعیت پیش صلاحیت برای کاربردهای مافوق صوت و دفاع موشکی برای انواع C/ZrOC TPS و پیشرانش با دمای بسیار بالا (UHT) دست یافته است. اینها به طور خاص برای کارایی بالا و سهولت ساخت برای برآوردن نیازهای حیاتی دفاعی و فضای غیرنظامی توسعه داده شده اند.
و در ماه ژانویه، MATECH اعلام کرد که کامپوزیت های ماتریکس کربن (C/C) تقویت شده با فیبر کربن با چگالی فوق العاده بالا را توسعه داده است. این فناوری جدید پیشگامانه، کامپوزیتهای C/C را 20 برابر بیشتر از مواد موجود C/C در برابر فرسایش و اکسیداسیون مقاومتر میکند و انتظار میرود که در دماغه و اجزای لبه پیشرو مانند موشکهای مافوق صوت و ورود مجدد بالستیک استفاده شود.