Podľa najnovších správ spoločnosť MATECH so sídlom v Kalifornii podpísala zmluvu s významným dodávateľom obrany na vývoj krytov hypersonických striel na letové testovanie s použitím kompozitov s keramickou matricou ZrOC (C/ZrOC) vystužených uhlíkovými vláknami spoločnosti. V roku 2023 , MATECH úspešne vyrobil 50 kilogramov kompozitného materiálu s keramickou matricou (CMC) pre tohtoročný program.
Vývoj ultravysokoteplotných (UHT), vysoko rozmerovo stabilných štrukturálnych izolátorov MATECH od MATECH pomáha prekonávať vysokoteplotné výzvy spojené s krytmi hypersonických striel pri vysokých rýchlostiach; tieto kryty rakiet sa veľmi zahrievajú, keď lietajú v hypersonických podmienkach, takže čím rýchlejšie lietajú, tým sú horúcejšie.
Keramický matricový kompozit C/ZrOC od MATECH je hypersonický materiál s nízkou abláciou, ktorý je lacný, škálovateľný a ľahko sa vyrába. Bol testovaný pri teplotách vyšších ako 2760 stupňov pri extrémnych tlakoch pri zastavení vo viacerých vládnych laboratóriách. Okrem toho spoločnosť tvrdí, že výrobné náklady tohto kompozitu na báze keramiky sú rovnaké alebo nižšie ako jeho ťažšie, menej schopné kovové náprotivky.
Okrem krytov hypersonických striel na obranu je systém tepelnej ochrany C/ZrOC (TPS) od MATECH ideálny pre opätovne použiteľné tepelné štíty na komerčných kozmických lodiach. Navyše C/ZrOC od MATECH dokáže vydržať extrémne tepelné toky pri návrate Mesiaca a návratu na Mars.
Dlhodobý záväzok spoločnosti MATECH k ultravysokoteplotným kompozitom
Od svojho založenia v roku 1989 sa MATECH zaviazal ku komercializácii vysokoteplotných a ultravysokoteplotných (UHT) keramických vlákien a kompozitných technológií s keramickou matricou. MATECH vyvinul rad predkeramických polymérov na výrobu karbidu kremíka (SiC). nitrid kremíka/karbid kremíka (SiNC), oxid kremičitý uhlík (SOC), nitrid kremíka (Si3N4) a karbid hafnocénu (HfC). Všetky sa používajú vo vysokoteplotných konštrukčných aplikáciách.
Hypersonické špičky nosa sú pravdepodobne najnáročnejšie ultravysokoteplotné (UHT) aplikácie pre materiály rakiet. Udržiavanie tvaru je rozhodujúce pre prevádzku rakety. Tepelne lisovaná keramika s vysokou hustotou, ako je karbid kremíka, poskytuje najnižšie rýchlosti oxidácie a ablácie. Keramika má však slabú odolnosť proti tepelným šokom a nízku húževnatosť. Naproti tomu kompozity s keramickou matricou (CMC) ponúkajú vysokú húževnatosť.
V súčasnosti je zvyčajnou metódou prípravy kompozitov s keramickou matricou začať s 40-50% hustotou CMC a potom použiť techniku spekania s asistenciou poľa (FAST), ktorá končí s hustotami, ktoré zďaleka nie sú 100 % a fungujú veľmi zle ako vlákna sú zničené. Spoločnosť preto uznala potrebu byť hustejší od začiatku predlisku s pórovitosťou až do 7-10 %, čo spoločnosť odvtedy úspešne preukázala, že sa dá dosiahnuť za menej ako 10 minút s až 99,9 % hustotou SiC/ SiC s pevnosťou a húževnatosťou očakávanou od CMC.
Kompozity uhlík-uhlík (C/C) boli prvýkrát vyvinuté v roku 1958 ako balistický materiál na špičku nosa a zatiaľ čo kompozity s vysokou hustotou uhlík-uhlík (HDCC) majú vynikajúce vlastnosti, majú veľmi vysokú rýchlosť ablácie pri vysokých teplotách a stagnácii. prietokové tlaky. Na základe toho MATECH vyvinul hypersonický materiál s veľmi nízkou rýchlosťou ablácie, známy ako C/ZrOC kompozity, ktoré sú lacné, masovo vyrábané a ľahko sa vyrábajú. So silnou podporou Agentúry pre protiraketovú obranu USA, MATECH dosiahol predbežnú kvalifikáciu pre aplikácie hypersonickej a protiraketovej obrany pre svoje ultra vysoké teploty (UHT) C/ZrOC TPS a varianty pohonu. Tieto boli špeciálne vyvinuté pre vysoký výkon a jednoduchú výrobu, aby splnili kritické potreby v oblasti obrany a civilného priestoru.
A v januári MATECH oznámil, že vyvinul kompozity s uhlíkovou matricou vystužené uhlíkovými vláknami (C/C) s ultra vysokou hustotou. Táto prelomová nová technológia spôsobí, že kompozity C/C budú 20-krát odolnejšie voči ablácii a oxidácii ako v súčasnosti dostupné materiály C/C a očakáva sa, že sa budú používať v náročných komponentoch nosa a prednej hrany, ako sú hypersonické strely a balistický re-entry.