Kiselkarbidkeramik ger exceptionell motståndskraft mot korrosion, slitage och höga temperaturer. Lär dig mer om hur dessa avancerade material utgör skottsäkra keramiska plattor som finns i branschledande pansarprodukter.
Lär dig mer om de olika produktionsmetoder som används för att tillverka kiselkarbidkeramik. Varje process erbjuder tydliga fördelar vid tillverkning av detta slitstarka material.
Härdad fiberförstärkt oxideringsbeständig komposit i ett stycke (TUFROC)
TUFROC är det senaste inom billiga och återanvändbara termiska skyddssystem (TPS) för rymdfarkoster. Detta tvådelade system består av ett poröst kiselsubstrat med en inbäddad kolhätta. NASA gjorde nyligen uppdateringar av dessa formuleringar som resulterar i betydande ökningar av hög uppvärmningsförmåga och återanvändbarhet; som sådan upplevde Advanced TUFROC-plattor betydligt lägre yttemperaturer under identiska aero-konvektiva uppvärmningsförhållanden än standard TUFROC-plattor.
Dessa förbättringar, i kombination med TUFROC:s karakteristiska egenskaper, gör att den kan motstå både mekaniska och atmosfäriska påfrestningar vid återinträdet. Dessutom gör dess isolerande egenskaper att den klarar höghastighetsvärmebelastningar vid återinträdet i atmosfären.
TUFROC är ett idealiskt materialval för Sierra Spaces Dream Chaser-fordon och framtida rymdfarkoster som använder BFR/Super Heavy-raketen. Flygtester av TUFROC vid Oak Ridge National Laboratory har redan inletts, och produktionsplaner kan också utforskas med detta material som är mycket billigare än kol-kolplattor som var vanliga i tidigare generationers rymdfarkoster.
Toughened Uni-Piece Fibrous Reinforced Insulative Composite (TUFRIC)
Keramiska plattor, plattor och foder av kiselkarbid används ofta som korrosionsbeständiga material i olika industrier. De kan t.ex. användas som keramiskt foder av aluminiumoxidsilikat i destillationsugnar med vertikal tank, kopparelektrolytiska celler, rektifieringsugnar och aluminiumsmältugnar; som bågplatta i zinkpulverugnar och termoelementskyddsrör som används i smältprocesser för icke-järnmetaller; skärverktyg eller mekaniska tätningsdelar inom maskinindustrin etc.
Eldfasta material av kiselkarbid i rymdtillämpningar utsätts för extrema temperaturer under uppstigning och återinträde i atmosfären, vilket skapar påfrestningar på ytor som behöver skyddas mot höga värmeflöden och påfrestningar. TUFROC:s innovation ger ett billigare alternativ till Lockheeds LI-900-plattor som för närvarande används på NASA:s rymdfärja Orbiter för att ge ytskydd mot värmeflöden och påfrestningar.
TUFROC bygger på 30 års erfarenheter från rymdfärjeprogrammet och utnyttjar dessa för att erbjuda en högpresterande termisk barriär med låg densitet och oöverträffade prestanda när det gäller att klara intensiv värme och påfrestningar under uppstigning, återinträde och återkomst. Den kan behålla sin form under tryckgradienter och vibroakustiska miljöer samt motstå förändringar i storlek eller ytstruktur från exponering för extrema miljöer under återinträdet.
Härdat fiberförstärkt termiskt skyddssystem i ett stycke (TUFROC)
TUFROC kombinerar keramikens låga densitet och högisolerande egenskaper med kiselkarbidens överlägsna styrka och stabilitet för att förbättra uppvärmningen av rymdfarkoster vid återinträde i atmosfären till 2900+ grader Fahrenheit för flera uppdrag samtidigt som uppskjutningskostnaderna sänks och mer kommersiell nyttolastkapacitet och intern fordonsvolym kan användas. Denna kombination gör det möjligt för NASA:s rymdfarkoster att klara upprepade temperaturer vid återinträdet på över 2900 grader utan att behöva betala dyra uppskjutningsavgifter eller riskera att uppdraget misslyckas.
Tuffroc-plattorna har en exponerad keramisk kåpa som är täckt med en HETC-formulering och ett intilliggande, isolerande basmaterial som är täckt med den - båda elementen är konfigurerade till funktionellt gradientkompositer med mellanrum som tillåter differentierad termisk expansion mellan materialen.
Slitstarka plattor, plattor och foder av kiselkarbid används ofta i produktionssystem som cykloner, rör, trattar, rör, transportband och rännor för att undvika metall-mot-metall-kontakt som orsakar slitage och samtidigt förlänga utrustningens livslängd genom minskade underhållskostnader. TUFROC-produkterna står emot de tuffa oxidationsförhållanden som förekommer i sådana miljöer och är samtidigt fyra gånger hårdare än jämförbara nitridbundna kiseldioxidprodukter.
Toughened Uni-Piece fiberförstärkt termiskt skyddssystem (TUFRIC)
TUFRIC är ett lätt termiskt skyddssystem (TPS) som utvecklats vid NASA Ames och som för närvarande testas i USAF:s X-37B-flygplan. Denna komposit med låg densitet och hög temperaturkapacitet består av behandlade kol- och fiberisoleringar med graderade ytbehandlingar för att tillgodose olika termiska expansionshastigheter hos enskilda komponentmaterial.
TUFRIC är ett avancerat material med överlägsen temperaturhållfasthet, korrosionsbeständighet och slag- och nötningsbeständighet som gör att det kan motstå höga termiska chocker och kemisk oxidation - egenskaper som gör att TUFRIC fungerar fem till sju gånger längre än aluminiumoxidkeramik.
TUFRICs låga värmeledningsförmåga gör det möjligt för rymdfarkoster att utnyttja mer nyttolast och inre volym samtidigt som den aerodynamiska stabiliteten bibehålls under hypersoniska återinträdesfaser av flygningen.
Swedish 
English