Prove a temperatura ultraelevata su materiali CMC fino a +2.000 °C in condizione di vacuum e gas inerte
I compositi a matrice ceramica e a temperatura ultraelevata (CMC e UHTCMC) sono materiali ad alte prestazioni: estremamente resistenti alle alte temperature, fino a +3.000 °C. Questi materiali compositi sono utilizzati in applicazioni di sicurezza e devono sopportare elevate sollecitazioni meccaniche e corrosive. ZwickRoell offre la soluzione per test ad alta temperatura perfetta per questi requisiti.
CMC: resistenti alle alte temperature e alla rottura
I compositi in fibra di ceramica sono costituiti da rivestimenti in fibra e ottengono un punteggio elevato per la loro resistenza alle alte temperature e per il loro comportamento tollerante ai danni, che impedisce la propagazione di cricche anche in presenza di forti carichi meccanici e di bruschi cambiamenti di temperatura. Grazie alle loro eccezionali proprietà, i CMC sono utilizzati nei settori aerospaziale, automobilistico ed energetico, ad esempio per:
- Sistemi di protezione termica per veicoli spaziali
- Turbine a gas (camere di combustione e pale delle turbine, valvole)
- Componenti per camere di combustione di motori e condotti del gas
- Dischi per freni a disco per impieghi gravosi
- Cuscinetti con elevata resistenza alla corrosione e all'usura
Sviluppo continuo dei CMC in condizioni operative realistiche
La capacità di carico meccanico dei compositi in fibra di ceramica viene testata a temperature ultraelevate, fino a 2.000 °C. Ciò comporta la valutazione dell'idoneità dei CMC per applicazioni specifiche mediante prove di trazione, compressione, flessione, creep a fatica e taglio. Per garantire che i CMC siano testati in condizioni operative reali, questi metodi di prova distruttivi vengono eseguiti in condizioni di vacuum e di gas inerte in un intervallo di temperatura compreso tra 650 °C e 2.000 °C.
Sistema di prova ad alta temperatura con camera a vuoto
La soluzione di prova personalizzata ad alta temperatura si basa sul telaio di carico della nostra macchina per prove di creep Kappa SS-CF. La macchina di prova, adattata in altezza e larghezza, offre spazio sufficiente per la camera a vuoto e a gas inerte. Questa camera è dotata di barre di riscaldamento in grafite e garantisce una distribuzione costante della temperatura sul provino fino a 2.000 °C. Fino a 1.700 °C, la temperatura viene misurata e controllata con termocoppie di tipo D; per temperature superiori a 1.700 °C viene utilizzato un pirometro a due colori.
Severi requisiti relativi alla misurazione della deformazione fino a +2.000 °C
Le condizioni di applicazione estreme, come le temperature ultraelevate, e le diverse condizioni ambientali, pongono requisiti rigorosi anche per la misurazione della deformazione. Gli estensimetri adatti alle alte temperature, sia ottici che a contatto, possono essere utilizzati per ambienti sotto vuoto e con gas inerte. Il laserXtens è particolarmente adatto alla misurazione precisa delle deformazioni non a contatto in condizioni di vuoto, senza effetti meccanici sul campione.