Produzione di Compositi a Matrice Ceramica (CMC) a base di SiC tramite processo di Infiltrazione Chimica in fase Vapore assistita da riscaldamento a Microonde (MW-CVI)- Laboratorio congiunto IPCF-CNR/DICI-UNIPI

I materiali Compositi a Matrice Ceramica (CMCs) a base di carburo di silicio (SiC) rappresentano una delle soluzioni più promettenti per applicazioni ad alta temperatura in diverse applicazioni strategiche in settori “hard-to-abate”. A causa del costo estremamente elevato, legato alle materie prime e tecnologie di produzione, il loro utilizzo è ancora limitato solo ad applicazioni di punta. Nuove e più efficienti tecnologie di produzione sono perciò necessarie per ridurre i costi di produzione ed espandere l'uso di questi materiali.

Nell'ambito del progetto europeo HELM è stato progettato e sviluppato un innovativo impianto pilota a processo di Infiltrazione Chimica in fase Vapore assistito da riscaldamento a Microonde (MW-CVI). Ulteriori progressi di questa tecnologia sono in corso nell'ambito del progetto CEM-WAVE, dove i magnetron attualmente impiegati saranno sostituiti con le più recenti sorgenti a microonde a stato solido.

La possibilità di sintonizzazione fine in frequenza di queste sorgenti sarà sfruttata per migliorare l'uniformità del profilo di temperatura della preforma CMC durante il processo MW-CVI, controllando finemente il gradiente di temperatura necessario per la caratteristica densificazione dall’interno verso l’esterno di una matrice di SiC di alta qualità.

Le migliori condizioni operative saranno prima definite risolvendo il problema dell'accoppiamento elettromagnetico-termico, tramite software agli elementi finiti COMSOL Multiphysics e poi ottimizzate attraverso prove sperimentali MW-CVI per garantire la massima efficienza energetica e chimica del processo.