Processi di giunzione e caratterizzazione per compositi a matrice ceramica. = Joining and characterization processes for ceramic matrix composites.

Lo scopo di questa tesi è stato di analizzare, rendere riproducibile e trasferibile dalla scala di laboratorio a quella pre-industriale un processo di giunzione per compositi a matrice ceramica, materiali che per loro natura non possono essere giuntati tramite un tipico processo di fusione. Sono stati esaminati tre processi di giunzione precedentemente studiati all’interno del gruppo GLANCE (Glasses, Ceramics and Composites, DISAT) e presso il centro interdipartimentale J-TECH@PoliTO (Advanced Joining Technologies) del Politecnico di Torino. 1.Giunzione di SiC/SiC da entrambi i lati per ottenere componente impermeabile ai fluidi Questa attivita’ e connessa al progetto Europeo Il Trovatore (https://www.iltrovatore-h2020.eu/), che ha come obiettivo quello di trovare soluzioni alternative ai materiali usati oggi nel settore dell’energia nucleare, in particolare nella sostituzione dei cilindri contenenti il combustibile, ora in lega di zirconio, con materiali compositi ceramici a base di carburo di silicio. 2.Giunzione di SiC/SiC tramite “Mo-wrap” (Molibdenum-wrap) Questo processo ha lo scopo di realizzare un processo di giunzione fra compositi SiC/SiC prodotti da DLR (Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt- Germania) mediante tecnologia Liquid Silicon Infiltration (LSI). La tecnica di giunzione scelta e’ il “Mo-wrap” (Molibdenum-wrap), che fa parte della famiglia di processi che vengono chiamati Refractory Metal – wrap (RM-wrap) e prevedono la reazione di un metallo refrattario con il silicio allo stato fuso, ottenendo una giunzione composita costituita da particelle di siliciuro del metallo inglobate in una matrice di silicio. 3. Processo di giunzione laser per SiC/SiC Lo scopo di questa parte di attivita’ è stata quella di sviluppare una tecnica di giunzione con riscaldamento localizzato tramite laser. L’attività e’ stata svolta presso il centro interdipartimentale J-TECH@PoliTO del Politecnico di Torino. Il processo è stato svolto tramite l’uso di un laser a diodo con braccio robotico e il materiale di giunzione scelto e’ una polvere di YAG (Yttrium Aluminium Garnet). Il lavoro sperimentale è stato condotto sia presso i laboratori del gruppo GLANCE sia presso il centro interdipartimentale J-TECH@PoliTO, ed e’ stato indirizzato inizialmente su tre processi distinti, per poi arrivare a scegliere il piu’ promettente. Tutti e tre i processi di giunzione hanno mostrato caratteristiche di riproducibilita’ ed offrono possibilita’ di trasferimento su scala pre-industriale: per quanto riguarda il processo di giunzione laser, occorre ancora ottimizzare l’adesione del materiale di giunzione con il composito SiC/SiC.