I følge de siste nyhetene har California-baserte MATECH signert en kontrakt med en fremtredende forsvarsentreprenør for utvikling av hypersoniske missilhus for flytesting ved bruk av selskapets karbonfiberforsterkede ZrOC (C/ZrOC) keramiske matrisekompositter. I 2023 , MATECH produserte med suksess 50 kilo keramisk-matrise-komposittmateriale (CMC) for årets program.
MATECHs utvikling av ultra-høytemperatur (UHT), svært dimensjonsstabile strukturelle isolatorer bidrar til å overvinne høytemperaturutfordringene forbundet med hypersoniske missilhus ved høye hastigheter; disse missilhusene blir veldig varme når de flys under hypersoniske forhold, så jo raskere de flyr, jo varmere blir de.
MATECHs C/ZrOC keramiske matrisekompositt er et lavablasjonshypersonisk materiale som er lavpris, skalerbart og enkelt å fremstille. Den har blitt testet ved temperaturer oppover 2760 grader ved ekstreme stillstandstrykk i flere offentlige laboratorier. I tillegg sier selskapet at produksjonskostnaden for denne keramikkbaserte kompositten er lik eller mindre enn dens tyngre, mindre dyktige metallkolleger.
I tillegg til hypersoniske missilhus for forsvar, er MATECHs C/ZrOC Thermal Protection System (TPS) ideell for gjenbrukbare varmeskjold på kommersielle romfartøyer. I tillegg tåler MATECHs C/ZrOC de ekstreme varmefluksene ved månens retur og Mars retur.
MATECHs langsiktige forpliktelse til kompositter med ultrahøy temperatur
Siden starten i 1989 har MATECH vært forpliktet til kommersialisering av høy- og ultrahøytemperatur (UHT) keramisk fiber og keramisk matrise-komposittteknologi. MATECH har utviklet en rekke pre-keramiske polymerer for fremstilling av silisiumkarbid (SiC) , silisiumnitrid/silisiumkarbid (SiNC), silisiumoksydkarbon (SOC), silisiumnitrid (Si3N4) og Hafnocenkarbid (HfC). Alle disse brukes i konstruksjonsapplikasjoner med høy temperatur.
Hypersoniske nesetupper er uten tvil de mest krevende applikasjonene med ultrahøy temperatur (UHT) for missilmaterialer. Å opprettholde formen er avgjørende for missildrift. Termisk presset keramikk med høy tetthet som silisiumkarbid gir de laveste oksidasjons- og ablasjonshastighetene. Imidlertid har keramikk dårlig motstand mot termisk støt og lav seighet. Derimot tilbyr keramiske matrisekompositter (CMC) høy seighet.
For øyeblikket er den vanlige fremstillingsmetoden for keramiske matrisekompositter å starte med 40-50% density CMC og deretter bruke Field Assisted Sintering Technique (FAST), som ender opp med tettheter som er langt fra 100 % og yter svært dårlig som fibre er ødelagt. Selskapet erkjente derfor behovet for å være tettere fra begynnelsen av preformen, med porøsitet ned til 7-10 %, som selskapet siden har demonstrert kan oppnås på mindre enn 10 minutter med opptil 99,9 % tett SiC/ SiC med styrken og seigheten som forventes av CMC.
Carbon-Carbon (C/C)-kompositter ble først utviklet i 1958 som et ballistisk re-entry-nesespissmateriale, og mens High Density Carbon-Carbon (HDCC)-kompositter har utmerkede egenskaper, har de svært høye ablasjonshastigheter ved høye temperaturer og stillestående strømningstrykk. Basert på dette utviklet MATECH et hypersonisk materiale med svært lav ablasjonshastighet, kjent som C/ZrOC-kompositter som er lave kostnader, masseproduserbare og enkle å produsere. Med sterk støtte fra US Missile Defense Agency, har MATECH oppnådd prekvalifiseringsstatus for hypersoniske og missilforsvarsapplikasjoner for sine Ultra High Temperature (UHT) C/ZrOC TPS og fremdriftsvarianter. Disse ble spesielt utviklet for høy ytelse og enkel produksjon for å møte kritiske forsvars- og sivile rombehov.
Og i januar kunngjorde MATECH at de har utviklet karbonfiberforsterket karbonmatrise (C/C) kompositter med ultrahøy tetthet. Denne banebrytende nye teknologien vil gjøre C/C-kompositter 20 ganger mer motstandsdyktige mot ablasjon og oksidasjon enn nåværende tilgjengelige C/C-materialer, og forventes å bli brukt i krevende nese- og ledende komponenter som hypersoniske missiler og ballistisk re-entry.