I solidi cellulari: proprietà, tecnologie di produzione e valutazione di possibili applicazioni aerospaziali delle schiume ceramiche

The objective of this thesis work is to produce a detailed analysis on the ceramic foams, highlighting properties, production technology and possible aerospace applications. Using simplified mechanical models, such as that of Gibson and Ashby, it was possible to observe and quantify a major variation of the chemical properties, physical and mechanical properties as a function of the relative density of the ceramic material. It is also proposed an assessment concerning the choice of the technology of production of ceramic foams to be taken, as a function of precise characteristics required in the design step, such as resistance to relative compression and average pore size. The analysis of the properties of ceramic foams made it possible to outline their potential applications in industrial, biomedical and aerospace fields. For a description of possible space applications will be introduced recent studies related to porous UHTC (Ultra-High Temperature Ceramics. The porous UHTC associate with surprising refractoriness and resistance to thermal shock, typical of dense UHTC, the lightweight, making them very interesting materials in the aerospace industry

L'obiettivo di questo elaborato di tesi è quello di produrre un'analisi dettagliata relativa alle schiume ceramiche, mettendone in evidenza proprietà, tecnologie di produzione e possibili applicazioni aerospaziali. Utilizzando modelli meccanici semplificati, come quello di Gibson e Ashby, si è potuta osservare e quantificare una variazione consistente delle proprietà chimiche, fisiche e meccaniche in funzione della densità relativa del materiale ceramico. Si è inoltre proposta una valutazione relativa alla scelta della tecnologia di produzione di schiume ceramiche da adottare, in funzione di precise caratteristiche richieste in fase di progettazione, quali resistenza a compressione relativa e dimensione media dei pori. L'analisi delle proprietà delle schiume ceramiche ha consentito di delinearne le potenziali applicazioni, in ambito industriale, biomedico e aerospaziale. Per la descrizione delle possibili applicazioni aerospaziali si introdurranno studi recenti relativi a UHTC (Ultra-high Temperature Ceramics) porosi. Gli UHTC porosi associano alla sorprendente refrattarietà e alla resistenza agli shock termici, tipiche degli UHTC densi, la leggerezza, caratteristica che li rende materiali estremamente interessanti nel settore aerospaziale