Investigaciones sobre un compuesto cerámico totalmente óxido basado en fibras de AlO y una matriz de alúmina-zirconia para su aplicación en motores de cohetes líquidos
Autores: Bach, Christian; Wehner, Frank; Sieder-Katzmann, Jan
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Investigaciones sobre un compuesto cerámico totalmente óxido basado en fibras de AlO y una matriz de alúmina-zirconia para su aplicación en motores de cohetes líquidos
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Rendimiento
Cerámica
Compuestos de matriz cerámica
óxido-óxido
Motores de cohetes
Recubrimientos
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 30
Citaciones: Sin citaciones
Las cerámicas de alto rendimiento, en particular los materiales compuestos de matriz cerámica (CMC), han encontrado su camino en los motores de cohetes líquidos. Sin embargo, hasta ahora, principalmente los CMC de carburo o no óxido han sido de interés. Este documento explora el potencial y los desafíos de los compuestos de matriz cerámica óxido-óxido (OCMC) para su aplicación en cámaras de empuje de cohetes. Por lo tanto, se realizan pruebas de resistencia, fugas y gases calientes con muestras de material. Un enfoque particular se centra en la aplicación de recubrimientos para sellar la permeabilidad inherente al material. Además, se desarrollan y se investigan experimentalmente prototipos en forma de tubos de llama, cámaras cerámicas con boquillas y cámaras cerámicas con inserciones de grafito en disparos de prueba. Los resultados muestran que un vidrio recristalizado de un compuesto de Y-Al-Si-O puede crear con éxito un recubrimiento impermeable del OCMC sin afectar su comportamiento tolerante al daño. Sin embargo, los desarrollos de prototipos muestran que todavía es muy desafiante fabricar estructuras incluso ligeramente complejas sin fallos críticos. No obstante, las estructuras OCMC de geometrías relativamente simples mostraron resultados prometedores en disparos calientes y podrían usarse como una carcasa ligera, mientras que el contorno interno de la cámara y la boquilla se realizan, por ejemplo, mediante una inserción de grafito de calidad apropiada.
Descripción
Las cerámicas de alto rendimiento, en particular los materiales compuestos de matriz cerámica (CMC), han encontrado su camino en los motores de cohetes líquidos. Sin embargo, hasta ahora, principalmente los CMC de carburo o no óxido han sido de interés. Este documento explora el potencial y los desafíos de los compuestos de matriz cerámica óxido-óxido (OCMC) para su aplicación en cámaras de empuje de cohetes. Por lo tanto, se realizan pruebas de resistencia, fugas y gases calientes con muestras de material. Un enfoque particular se centra en la aplicación de recubrimientos para sellar la permeabilidad inherente al material. Además, se desarrollan y se investigan experimentalmente prototipos en forma de tubos de llama, cámaras cerámicas con boquillas y cámaras cerámicas con inserciones de grafito en disparos de prueba. Los resultados muestran que un vidrio recristalizado de un compuesto de Y-Al-Si-O puede crear con éxito un recubrimiento impermeable del OCMC sin afectar su comportamiento tolerante al daño. Sin embargo, los desarrollos de prototipos muestran que todavía es muy desafiante fabricar estructuras incluso ligeramente complejas sin fallos críticos. No obstante, las estructuras OCMC de geometrías relativamente simples mostraron resultados prometedores en disparos calientes y podrían usarse como una carcasa ligera, mientras que el contorno interno de la cámara y la boquilla se realizan, por ejemplo, mediante una inserción de grafito de calidad apropiada.