I materiali ceramici ultra-refrattari (UHTCs) attraggono l'interesse dell'ingegneria dei materiali in previsione di progettare e realizzare protezioni termiche o superfici di controllo per la "Key Enabling Technology Sharp leading edge". Bordi alari d'attacco a profilo aguzzo per veicoli di rientro o veivoli ipersonici sono due esempi eccellenti. Grazie a questo nuovo concetto, le prestazioni durante il volo possono essere migliorate garantendo una maggiore sicurezza per l'equipaggio, cross-range e finestre di lancio più ampie, atterraggi più sicuri per piani di volo abortiti prematuramente.
I ceramici compositi a base di diboruri dei metalli di transizione (Zr, Hf) combinano stabilità termica ad alta temperatura ad una ragguardevole capacità di trasferire efficacemente il calore, che li rende così tra i sistemi attualmente più studiati.
La resistenza all'ossidazione dei diboruri puri non è all'altezza per le applicazioni previste. Per fronteggiare questo gap prestazionale, la progettazione delle composizioni base permette di adattarsi ai requisiti previsti.
Anche se alcuni UHTCs hanno dimostrato di raggiungere resistenze alla flessione fino a 1 GPa, la carenza di tolleranza al danno, tipico dei ceramici massivi fragili, deve ancora essere superata. Lo sviluppo di ceramici massivi UHTC più tenaci e resistenti all'ossidazione può essere perseguito attraverso la realizzazione di un innovatico concept di "un composito all'interno di un composito". Tale architettura multi-scala può in generale fornire ceramici strutturali forti e più tolleranti al danneggiamento indotto da urti termo-meccanici.
Il CNR-ISTEC ha collaborato a programmi R&D guidati da ASI, ESA, CIRA, Thales-Alenia Space, CGS, ed il Ministero della Difesa. Più recentemente il CNR-ISTEC è stato coinvolto in un progetto bilaterale internazionale tra il CNR e la National Science Foundation degli Stati Uniti.
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