Fibras cerámicas para materiales compuestos de matriz en aplicaciones de motores de alta temperatura

Área de la Ciencia:

• Ciencia de los materiales Ciencia de los materiales.
• Ingeniería cerámica Ingeniería cerámica.
• Química de Polímeros La Química de Polímeros es la química de los polímeros.

Sus antecedentes:

• Las aplicaciones a altas temperaturas están limitadas por el rendimiento de las aleaciones metálicas convencionales y los compuestos de fibra de carburo.
• Las nuevas redes inorgánicas aleatorias ofrecen una mayor durabilidad a temperaturas elevadas.
• El silicio, el boro, el nitrógeno y el carbono forman una clase prometedora de cerámica avanzada.

Objetivo del estudio:

• Para sintetizar y caracterizar nuevas fibras cerámicas de carbono de nitrógeno de boro de silicio (SiBN ((3) C).
• Evaluar la idoneidad de estas fibras para aplicaciones a altas temperaturas, particularmente en compuestos reforzados con fibra.
• Explorar el procesamiento de polímeros precérmicos en fibras cerámicas de alto rendimiento.

Principales métodos:

• Síntesis de SiBN ((3) C a través de la pirólisis de un N-metilpoliborosilazano precérmico.
• Preparación del polímero precérmico a partir de un precursor de una sola fuente, Cl(3) Si-NH-BCl(2).
• Procesamiento del polímero en fibras verdes mediante hilado de fusión, seguido de curado y pirólisis.

Principales resultados:

• Se han sintetizado con éxito las fibras cerámicas SiBN(3)C a escala semitecnica.
• Las fibras cerámicas exhiben una excelente estabilidad térmica y resistencia mecánica.
• Resistividad de arrastre a alta temperatura demostrada, baja densidad y estabilidad contra la oxidación y el silicio fundido.

Conclusiones:

• Las fibras cerámicas SiBN ((3) C representan un avance significativo para las aplicaciones de materiales de alta temperatura.
• Estas fibras poseen una combinación única de propiedades adecuadas para los compuestos cerámicos reforzados con fibra.
• La ruta de procesamiento desarrollada permite la producción de fibras cerámicas avanzadas para entornos exigentes.