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COMPOSITI CERAMICI E POLIMERICI

Per una migliore efficienza di prodotti e processi
COMPOSITI CERAMICI E POLIMERICIAMBITO 

Lo sviluppo di nuovi materiali compositi multifunzionali conferisce una migliore efficienza a prodotti e processi e apre grandi opportunità di innovazione a diversi settori industriali: edilizia, meccanica, trasporti, energetica e chimica.

Presso il laboratorio  MITAI - Tecnopolo Ravenna sede di Faenza sono a disposizione tecnologie e know-how per produrre materiali compositi a matrice ceramica (CMC) rinforzati a fibra lunga, attraverso tutte le principali tecniche.
Tali materiali presentano notevoli vantaggi prestazionali grazie alla combinazione delle caratteristiche tipiche dei ceramici con quelle del rinforzo a fibra lunga, evitando i principali difetti dei ceramici (la fragilità in particolare).

COMPOSITI CERAMICI E POLIMERICI VANTAGGI DEI CERAMICI
resistenza alle temperature
resistenza alla corrosione
resistenza alla erosione

+ VANTAGGI DELLA FIBRA LUNGA
elevata affidabilità meccanica

= MIX PRESTAZIONALE VINCENTE

Oltre ai CMC rinforzati a fibra lunga, che hanno principalmente una funzione termostrutturale, sono oggetto di studio presso il Tecnopolo MITAI anche altre tipologie di compositi, in particolare compositi ceramici rinforzati con particolato, refrattari industriali e polimeri caricati con ceramici con varie funzioni strutturali e funzionali, quali ad esempio proprietà tribologiche e durabilità.
COMPOSITI CERAMICI E POLIMERICI TECNOLOGIE

I compositi ceramici rinforzati a fibra lunga vengono progettati e realizzati grazie all'apporto di diverse tecnologie presenti presso ENEA Faenza e che sono rese disponibili al Tecnopolo MITAI per l'attività a favore dell'Industria:

> il maggiore impianto CVI (Chemica Vapor Infiltration) a livello nazionale (diametro utile 300mm, altezza utile 700mm) adatto alla produzione di varie tipologie di compositi quali SiCfibra/SiCmatrice ,Cfibra/SiCmatrice e Cfibra/Cmatrice, in cui la matrice inorganica è prodotta a partire da precursori gassosi

> impianto PIP (Polymer Impregnation Pyrolysis) di dimensioni equivalenti al precedente (diametro utile 400mm, lunghezza utile 720mm), per la produzione di varie tiplogie di compositi ceramici rinforzati a fibra lunga, anche in combinazione con il CVI sopra citato, in cui la matrice inorganica è prodotta a partire da precursori polimerici

disponibili inoltre competenze rispetto ai CBC (Chemically Bonded Ceramic), grazie alle competenze integrate di CNR-ISTEC, specializzato sulle matrici allumino-silicatiche (geopolimeri), e di ENEA Faenza sulle matrici fosfatiche, entrambe utilizzabili per produrre, a basso costo, compositi ceramici resistenti al fuoco, anche rinforzati a fibra lunga, in associazione con una vasta varietà di fibre (ad esempio vetro, basalto, carbonio, oltre che le più costose fibre ceramiche ossidiche e non ossidiche)

> impianto spray coating - spray pirolisi - dip-coating (processi sol-gel e slurry coating ) in atmosfera e ad umidità controllata per l'applicazione di rivestimenti antiossidazione e anticorrosione I compositi ceramici prodotti presso il MITAI vengono caratterizzati sempre presso i nostri laboratorio dal punto di vista chimico-fisico, microstrutturale e termo-meccanico.

Presso il MITAI è inoltre possibile eseguire la caratterizzazione meccanica dei materiali compositi a matrice polimerica (PMC) rinforzati a fibra lunga ed applicare il rivestimento mediante tecnica EPD (Electrophoretic Deposition).
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TEAM DI RICERCA

La linea di ricerca dedicata ai compositi ceramici e polimerici fa capo ad ENEA – UTTMAFF (Unità Tecnica Tecnologie dei MATeriali Faenza ) in collaborazione con CNR – ISTEC.
Una squadra dalle competenze altamente specialistiche e integrate, per presidiare le più avanzate tecnologie relative a queste tipologie di materiali. 

Responsabile linea di ricerca
: Dr. Claudio Mingazzini (ENEA).


APPLICAZIONI INDUSTRIALI

Le tecnologie relative ai Compositi a Matrice Ceramica (CMC) sono di interesse per diversi settori:

> Nel settore dei materiali da costruzione, è possibile realizzare materiali compositi CMC per il rinforzo strutturale degli edifici, che, al contempo, contribuiscano alla coibentazione, senza per questo introdurre materiali infiammabili o di bassa durabilità.

> In ambito industriale, i CMC consentono di aumentare l'efficienza dei processi, introducendo materiali con caratteristiche termostrutturali a temperature incrementate, garantendo al contempo la massima resistenza a corrosione, abrasione ed erosione.

> In ambito automotive, aeronautico e aerospaziale, l'introduzione dei CMC consente di contribuire all'alleggerimento strutturale anche delle parti che, per la vicinanza al motore od agli scarichi, non potrebbero essere realizzate in composito polimerico, per la mancata resistenza alla temperatura di quest'ultimo.