| Programma esteso |
Introduzione agli ambienti ipertermici: cenni al volo da rientro atmosferico e classificazione in base ai flussi termici, generalità sulla propulsione chimica, motori a razzo liquidi, solidi e ibridi, impulso specifico e totale, nozioni di base sull’ugello di de Laval, materiali strutturali il contenitore del motore, vettorazione della spinta; • Introduzione ai materiali per la protezione termica o Thermal Protection System (TPS); • Materiali TPS non ablativi per il rientro atmosferico: generalità sui materiali TPS non ablativi, materiali ceramici a bassa densità, processi produttivi, diffusione e sinterizzazione, Reusable Surface Insulation, lo scudo termico dello Space Shuttle; • Materiali TPS ablativi: metalli refrattari, ceramici, materiali carboniosi, grafite, meccanismi di erosione e termo-ossidazione, introduzione ai materiali TPS ablativi polimerici, esempi di applicazione nel campo della propulsione a razzo; • Materiali isolanti: a matrice elastomerica principali (EPDM e silicone), metodi di produzione (calandratura, kneader, etc), esempi di formulazioni EPDM/Kevlar, SLA-561V, DC 93-104; vulcanizzazione, perossidi, applicazioni specifiche, materiali isolanti a matrice rigida, metodi di produzione, legno, sughero (P50); • Materiali TPS fibrorinforzati: classificazione delle matrici, stabilità termica e dimensionale, matrici fenoliche, cicli di cura, resa carboniosa, generalità sulle fibre (vetro, basalto, silice, carbonio), trattamento superficiale, riempitivi, caratteristiche termiche e meccaniche dei materiali TPS fibrorinforzati; • Cenni ai materiali TPS nanostrutturati: introduzione, differenze tra i meccanismi di ablazione a bassi ed alti flussi termici; • Materiali TPS fibrorinforzati tipo carbonio/fenolica: processo di fabbricazione della fibra dal Rayon, dal PAN e dalla pece, differenze tra i tipi di fibra in termini di funzionalizzazione chimica ed affinità alle diverse matrici polimeriche, proprietà termiche e meccaniche, tecniche di produzione dei compositi carbonio/fenolica, applicazioni, cenni al dimensionamento di un laminato carbonio/fenolica (review nuova); • Caratterizzazione termofisica di base dei materiali TPS: richiami di fisica, termodinamica, definizione di capacità termica, conducibilità termica, teoria della misurazione della temperatura, effetto Seebeck, tipi di termocoppie, cenni alla teoria della misurazione, sistemi di acquisizione, tecniche di caratterizzazione termica (TGA/DTG/DTA, DSC, LFA), stabilità dimensionale, tecniche di caratterizzazione (TMA), ruolodell’heating rate; • Caratterizzazione termofisica avanzata; • Caratterizzazione avanzata dei materiali TPS: condizioni termiche, condizioni chimiche, condizioni meccaniche, tipi di torce (plasma, arc-jet, HVOF, etc), torcia ossi-acetilene, determinazione del flusso termico, calibrazione, tipi di calorimetri (slug, Gardon gages, etc), ruolo del rapporto ossidante/combustibile, esempi di test, caratterizzazione morfologica della superficie esposta alla fiamma, definizione di perdita di massa e tasso di erosione, sistemi di misura del tasso di erosione post testing e real time; • Caratterizzazione avanzata dei materiali TPS mediante banchi di prova basati su motori a propellenti liquidi, solidi, sistema di test del NASA MSFC, banchi su motori ibridi, analisi a raggi X dei materiali TPS. • Materiali TPS ultra leggeri: Lightweight Ceramic Ablators, PhenolicImpregnated Carbon Ablators, metodi di produzione; • Introduzione alla modellazione dei fenomeni ablativi: introduzione alla matematica governante la degradazione dei materiali, cinetica di degradazione (metodi di Friedman, Ozawa, etc), legge di Arrhenius determinazione dei parametri cinetici mediante TGA, regola delle miscele, modellazione della conducibilità termica e capacità termica anche in funzione della temperatura, cenni alla erosione meccanica, differenze tra ablazione superficiale ed in volume. |
