Corso di laurea in ingegneria dei materiali corso di scienza e tecnologia dei materiali ceramici
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8a lezione 07/04/03
Le più note fibre sono quelle di carbonio, anche se si utilizzano altre di nuova concezione. Tutti i tipi di materiale che saranno ingegnerizzati (guardando al costo) si basano sulle grandi proprietà dalle fibre in generale, ed in particolare sulle fibre ceramiche (dove entra in gioco la temperatura). Le fibre di carbonio (rinforzo) hanno un grosso impiego nei materiali compositi con matrice polimerica. Per progettare la fusoliera del Boeing si realizza un guscio in composito con fibre di Allumina (Nextel). Per impieghi aerospaziali spinti si cerca l’estrema resistenza al fuoco delle fibre ceramiche attraverso un test detto Firewall Test.
La fiamma incide su un pannello di materiale refrattario e non deve penetrare, mantenuta per 15 min., dentro il pannello. Così il pannello ha grande resistenza agli shock termici. In realtà le fibre sono buone per resistere a temperature di 1050-1200 °C, invece noi il tubo lo porteremo a 1350 °C e in più il seguente test sottopone il composito ad una criticità, ovvero, non soo si ha alta temperatura ma anche concentrata in un solo punto. Qualsiasi altro materiale ceramico a base di ossido con coefficiente di espansione termico (5-6)*10-6 K-1 ha un punto di rottura.
Con le fibre di Nextel si possono anche realizzare delle guaine per isolare le termocoppie. Fibre di vetro e aramidiche sono utilizzate per compositi a matrice polimerica.
Sul grafico si possono notare i valori elevatissimi di tenacità e l’allungamento max consentito. Tenacità e allungamento non vanno d’accordo, anzi valori grandi di tenacità può implicare valori bassi di allungamento. La fibra di vetro è eccezionale per la resistenza meccanica, però ad alte temperature (già prossime alle temp. di transizione vetrosa) perde ogni suo pregio.
Si può pensare di suddividere le fibre in:
carbonio; aramidiche; vetro.
ceramiche. Le fibre di carbonio a prescindere se sono ad Alto modulo o ad Alta resistenza si caratterizzano per avere (ad alta resistenza) resistenza tensile di 5 Mpa e più, di contro modulo e densità bassi. Quelle ad alto modulo invece, hanno minore resistenza e densità più alta.
Le fibre di vetro hanno resistenza confrontabile con quelle di carbonio o superiore; ma hanno modulo molto diverso. La differenza sostanziale tra le due è il costo.le fibre si vendono a peso o a metratura. Di fibre ceramiche ve ne sono pochi produttori, quindi si capisce bene ché il prezzo è alto.
Questo grafico mette in relazione: spessore della fibra contro resistenza. Più una fibra è sottile più la sua resistenza è alta, perché per la legge di Griffth la resistenza è proporzionale all’inverso della radice quadrata della dimensione del difetto. E’ la tecnologia di produzione della fibra ceramica che durante la manifattura della stessa introduce i difetti stessi a livello di finitura superficiale. Quindi quanto più si perfeziona tale processo tanto più resistenti sono le fibre che presentano spessori sempre più piccoli. Le fibre di allumina hanno resistenza di 2-3 GPa pari a 10 volte la resistenza dell’allumina pari a 200-300 MPa. Le fibre rispetto i materiali bulk hanno resistenze più alte di 1-2 ordini di grandezza e inoltre grandi proprietà a flessione. Le fibre non si possono gestire al di sotto del micron, oltretutto divengono anche cancerogene. Al minimo avremo fibre di 3 micron.
La produzione delle fibre di vetro è sostanzialmente simile a quello dello zucchero filato. Le fibre si catalogano nelle lettere E, C, S a seconda della composizione: Electrical; hanno capacità di isolare elettricamente Corrosion; resistenti alla corrosione Silica
Le fibre non protette di tipo E sono facilmente attaccabili dalla corrosione. Le fibre E hanno tutto sommato una composizione tipica (si noti che vi è una bassa percentuale di Na) e da essa si ricavano gli altri tipi di vetro (quello corrosion con una più alta di silica). Le fibre con più alta presenza di silica sono anche più difficili da lavorare perché la presenza di silice innalza il punto di transizione vetrosa e quindi devo aumentare la temperatura alla quale le divo tirare. L’aggiunta di elementi modificatori di reticolo mi crea un network siliceo meno interconnesso, che ha una temperatura di transizione vetrosa più basso e quindi meglio lavorabile. La più alta presenza di silice nelle fibre C-glass mi giustifica il più alto costo insieme al fatto della più alta resistenza alle alte temperature, perché di fatto il materiale è più refrattario. Con i ceramici Claybounded dove vi è un alto contenuto di silice vogliamo avere proprio alta refrattarietà del materiale. L’elemento calcio nei vetri comuni come modificatore di reticolo mi rende insolubile il vetro nell’acqua.
Questo schema illustra le due tipologie di fibre quelle lunghe e tessute e quelle corte, chopped. Nel primo caso abbiamo un bagno di vetro fuso e poi c’è una testa d’estrusione refrattaria con ugelli di 1-2 mm da cui il vetro viene fuori, si assottiglia e si raffredda. Lo yarn (tipico ciuffetto) di fibre di vetro è composto da 200 fibre estruse , passano all’interno di una resina che le ripara da danni superficiali e le rende maneggevoli. Nel secondo caso, invece abbiamo un mandrino che ruota in materiale refrattario, corredato da fori. Si cola la massa fusa nel suo interno e grazie alla forza centrifuga dagli ugellini vengono estruse le fibre (tale processo viene utilizzato nello zucchero filato). Dopo tale fase le fibre vengono spruzzate con resina protettiva e successivamente tagliuzzate in fibre corte che vengono confezionate in pannelli di prepreg
La testa rotante in platino-rodio fa da elemento riscaldante e da estrusore, infatti è riscaldato elettricamente sino a 1500 °C senza essere corroso. La viscosità richiesta è pari a 10-100 Pa*sec (paragonabile con una pasta dentifricia).
Vediamo i parametri che caratterizzano la restrizione delle fibre. Prendiamo un cilindro di vetro fuso che si comporta come un fluido newtoniano. Esso ha la temperatura maggiore di quella di transizione vetrosa. Dall’equazione = ricavo i parametri che mi regolano lo spessore della fibra in funzione del suo allungamento. L’assottigliamento è proporzionale non alla , ma alla forza (cioè a quanto tiriamo). Le sezioni più sottili e più spesse a parità di temperatura hanno la stessa velocità di riduzione della sezione. Però all’abbassarsi della temperatura ossia all’aumentare della viscosità (rimanendo costante la forza) si riduce l’assottigliamento. L’aumento della viscosità è un andamento esponenziale con la temperatura e questo fatto assicura che quando si tira la fibra non si crea un colletto che si assottiglia e poi si spacca, ma è una riduzione progressiva e graduale. Le sezioni più sottili solidificano più velocemente, man mano che la fibra si assottiglia e si raffredda la fibra si deforma sempre di meno. Il meccanismo di estrusione è controllato dalla forza con cui si estrude, dalla viscosità e dal gradiente termico che si crea. Le fibre ottiche sono sostanzialmente fatte con un “core” con più alto indice di rifrazione ed un rivestimento esterno con un indice più basso.
Questa presenta un alto modulo. Resistenza e modulo elevati si raggiungono con i nanotubi di carbonio che sono ottenuti da un singolo foglietto di grafite avvolto a comporre uno o più strati di grafite. Questa struttura di nanotubi è caratterizzata da una resistenza molto elevata che non può essere misurata alla macchina tensile, perché è una struttura enormemente piccola, ma la si calcola teoricamente. La loro resistenza è dell’ordine delle decine di GPa, inoltre è un materiale superconduttivo. Una fibra di acciaio ha una resistenza a pressione pari a 1.5 GPa, mentre una fibra di carbonio ha una resistenza doppia o tripla. La resistenza specifica, ovvero resistenza per unità di peso è molto importante per questi materiali. Se 1 è la resistenza specifica dell’acciaio, quella della fibra di carbonio è 10, da qui l’utilizzo nello spazio di fibre leggere ma resistenti. Le fibre di carbonio sono un materiale ceramico per eccellenza sicuramente covalente.
Hanno il gruppo poliacrilonitrile. Si prende il polimero e lo si tira quando è ancora allo stato rigido e lo si forma come fibra. Esso è allo stato resinoso, che se non è trattato per ossidarlo, reagisce con altre fibre e s’incolla. L’ossidazione si fa in ambiente d’ossigeno alla temperatura di 30-40 °C. La fibra è considerat nella sua forma organica e poi avviene la fase di carbonizzazione, dove tutto ciò che non è carbone viene volatilizzato e si ottiene la fibra di carbonio. Fibra di carbonio: struttura cristallina non del tutto ordinata come quella granitica. Fibra di grafite: è un sottoinsieme della fibra di carbonio, in quanto la struttura cristallina granitica deriva da quella del carbonio. Quello che differenzia i due tipi è la struttura cristallina. Dal punto di vista del processo invece, le distingue la diversa temperatura a cui spingiamo il trattamento termico. Di fatto le catene di PAN ordinate nello spazio in maniera random, vengono estruse e tirate al fine di orientarle, dopodiché vengono ossidate per consolidarle, ovvero reticolandole tra di loro. Allora la fibra si forma per tiraggio e consolidamento delle diverse catene di carbonio o grafite. Il rayon è un materiale meno pregiato del PAN, infatti, il primo presenta solo il 25-28 di massa in carbonio contro il 50-55 del PAN. Per ottenere solo delle fibre di carbonio basta giungere a 2000 °C, partendo dal materiale organico rayon o PAN. Mentre se si vogliono fibre di grafite, bisogna avere un forno adatto a ciò che raggiunge una temperatura anche di 3000 °C. Il processo di grafitizzazione è quello per cui il carbonio da una forma vagamente granitica, ma per lo più amorfa si trasforma in grafite grazie all’alta temperatura in cui la struttura si riarrangia in maniera più ordinata. PAN=catene di carbonio con gruppi nitrile abbastanza polari. Un primo stadio di consolidamento avviene quando il gruppo nitrile reagisce per formare una specie di scaletta q pioli che assomiglia ad un gruppo benzenico, in cui vi sono carbonio, azoto ed idrogeno. Ad alta temperatura di carbonizzazione si ha la pirolisi dell’idrogeno che si rompe dal carbonio ed evolve gas lasciando solo carbonio.
Questo grafico mostra come varia la resistenza in funzione della temperatura di trattamento, ossia la resistenza ha un massimo non per temperature crescenti. Il modulo invece cresce al crescere della temperatura di trattamento, infatti, carbonizzando e grafitizzando, la struttura si compatta e otteniamo la formazione di un cristallo perfetto con una maggiore rigidità e un più alto modulo. Ciò comporta di contro una sorta di crescita dei difetti critici che compromettono la resistenza meccanica delle fibre. Precursore = è un qualcosa che alla fine si trasforma nel materiale finale, ma inizialmente non è detto che lo sia.
Con tale processo si producono le fibre di carburo di silicio. Un loro precursore è il diclorometilsilano, ovvero un materiale metallo-organico (quale il silicio parte metallica e i gruppi metilici parte organica). Una prima reazione che si fa avvenire attraverso l’aggiunta di sodio è la declorinazione, ovvero, il Na si combina con il Cl per formare sale e tali molecole restanti vanno incontro ad una polimerizzazione, cioè formano un polimero organico. Tale polimero sottoposto a particolari trattamenti termici, in particolari condizioni di temperatura e pressione, viene convertito in policarbosilano, dove vi è una alternanza di Si e C. Attraverso questa decomposizione si può tirare il preceramico come nel caso delle fibre di vetro. Quindi lo yarn del Nicalon è composto da 500 filamenti di fibra di policarbosilano, che attraverso un processo di pirolisi si trasforma in carburo di silicio. Quindi la temperatura è qualcosa che purifica da tutto ciò che è tremolabile e organico. Nella fase di ossidazione l’ossigeno serve a crosslinkare filamenti di policarbosilano in modo che ogni filamento diventi una fibra. Essendo che tale ossigeno resta intrappolato, si hanno di fatto non fibre di carburo di silicio puro, ma fibre di ossicarburo di silicio. Avere minor ossigeno significa avere maggiori proprietà refrattarie e resistenza meccanica alle alte temperature. Questo è lo sforzo che fanno oggi i produttori di fibre di carburo di silicio. Tutto ciò che può essere un polimero o un metallo-organico che si può legare in questo modo può costituire una fibra ceramica. Altri elementi oltre al Si sono il Ti, ovvero titanati che hanno maggiore refrattarietà.
Un’altro processo è il sol-gel and polymer pyrolisis, questi sono dei metodi bagnati da liquido per cui si utilizzano degli alcossidi, delle polveri o dei sali. Combinando in soluzione alcossidi, polveri o sali metallici (precursori) il processo sol-gel in soluzione acquosa forma dei polimeri inorganici. Questa è la base per formare le fibre Nextel (fibre di ossido di alluminio).
Un’altro metodo per fare fibre ceramiche è il CVD; attraverso una fase gassosa reattiva ad alta temperatura forma una fase ceramica solida condensandosi su più strati. Questo metodo si utilizza per fare rivestimenti e materiali compositi. Quando i vapori reagiscono anche chimicamente il metodo è detto CVD (chemical vapor depositation). Esempio classico è la deposizione su vetri per formare gli specchi. Vediamo la manifattura di una fibra SCS textron a base di carburo di silicio. Si parte da un “core” di fibra di tungsteno (si può partire con una fibra di boro(ceramico)) che viene fatta passare in un forno ad alta temperatura dove ci sono vapori di metiltriclorosilano che si decompone, a contatto col tungsteno che fa da catodo e si deposita il cloruro di silicio sul filamento stesso di tungsteno. Tale deposito è ordinato e compattato in modo più spinto che per sinterizzazione o nel liquido. Il deposito fatto dal vapore ha performance di compattazione migliori, che sono conferite alle fibre.
Sono dette fibre monocristalline. Si parte da bagno fuso in cui s’intinge un piccolo grano. Girando e tirando, su di esso cresce la fibra, costituita appunto da un unico cristallo. Con questo metodo si ottengono le fibre monocristalline di allumina. Il vantaggio di una fibra monocristallina sta nelle performance di refrattarietà e resistenza alle alte temperature, perché il creep si spiega con la debolezza del materiale lungo i bordi di grano e questi nel monocristallo mancano, quindi la resistenza è nettamente migliorata. 9a lezione 09/04/03 Ceramici porosi: sono costituiti da carburi di silicio, ma anche da mullite. Tali ceramici sono utilizzati sia per la filtrazione che per la combustione catalitica e non.devono avere buona resistenza agli shock termici e devono essere poco costosi. Il combustore è una specie di caldaia fatto di materiale ceramico poroso. Esso deve presentare dei pori ben connessi in modo che la struttura dei pori deve garantirmi un trasporto d’aria senza che ci sia una caduta di pressione. Il combustore di fatto è un elemento riscaldante a infrarosso, in cui non si utilizza la corrente elettrica, ma una fiamma. Tale fiamma riscalda il materiale poroso dal suo interno sino a renderlo infrarosso (incandescente) tanto da farlo irradiare. Affrontiamo il problema di come fare il rinforzo, ovvero di come combinare le fibreperchè esse costituiscano una preforma da riempire con matrice ceramica.
Il rinforzo più semplice è: particelle affogate dentro una matrice continua, come l’allumina rinforzata con zirconia, in cui le particelle mantengono una loro individualità e non si confondono sin dal principio della formatura. L’altro tipo di rinforzo è costituito da fibre corte chopped o whiskers, che sono dei cristallini, cioè cristalli allungati, come il carburo di silicio, amianto (piccolo e pericoloso). Sono dei cristalli nucleati in modo che il diametro sia molto minore della lunghezza. Quando c’è questo tipo di rinforzo vi è un aumento di resistenza e di modulo del materiale che rinforzano. Poi abbiamo dei compositi che sono fatti con fibre continue lunghe, disposte in maniera unidirezionale oppure compositi fatti con fibre sovrapposte in diverse direzioni affinché esercitano la loro resistenza lungo più direzioni interessate dagli stress. Le fibre continue vengono tessute in geometrie bi o tri-dimensionali. Quando si usano fibre continue unidirezionali sono disponibili in commercio prepreg di fibre di carbonio, che non sono tessute ma sono semplicemente incollate a formare uno strato bi-dimensionale con fibre tutte con la stessa direzione tenute insieme dalla resina.
Combinando tra loro questi prepreg si ottengono diverse geometrie di rinforzo quali: type x, type y, ect.
Il sistema più utilizzato è quello dei fabrics, dei tessuti. Le tessiture possibili sono:
Questo tipo di modalità di ottenere tale stabilità tridimensionale è abbastanza utilizzata anche con le fibre chopped strand mat (tagliuzzate) tanto da ottenere i cosiddetti non tessuti. Questo tipo di rinforzo è più economico e un modo per aumentare la stabilità è di trapuntarli, ovvero si orientano una serie di fibre nella direzione trasversale del tappetino che aumenta la sua stabilità. Fare tutti questi tipi di lavorazione è costoso però il tutto giova all’isotropia delle proprietà meccaniche del composito.
Una tecnica classica per fare i materiali compositi a matrice polimerica è quella di utilizzare un prepregs. Cioè i tessuti sono preimpregnati sotto calore e pressione con una resina precatalizzata. Un classico tipo di prepreg è fatto da fibre di carbonio impregnato con resine epossidiche catalizzate che reagiscono a 120 °C (punto gelo) in cui passano da viscose a rigide (termoindurenti). Il problema è che il catalizzatore anche se debolmente reattivo a tamb. alla lunga reagisce tanto da far buttare il preimpregnato, a meno che non si conservano in frigo.
Questi prepreg vengono stratificati su una superficie piana o curva e vengono “insaccati” in contenitori (pellicole termoresistenti) in cui si fa il vuoto e successivamente il trattamento in temperatura e pressione. Da notare il nastro a tenuta e il tessuto che consente di fare il vuoto uniforme (breather/absorption fabric). Questo è il processo più utilizzato attualmente ed è detto processo in autoclave. In assenza di aria con l’applicazione della temperatura la resina fonde e lascia un materiale compatto privo di pori. Questo metodo è utilizzato anche nella costruzione dei vetri di sicurezza. Se bisogna fare dei tessuti con fibre ceramiche si utilizzano dei prepreg che sono lavorati e formati in un certo modo, in qualsiasi geometria. Dopo aver fatto il PMC si brucia la matrice, tenendola ferma nello stampo e poi si infiltra il tutto con matrice ceramica. Inoltre, se si sostituisce la resina epox o acrilica con una resina preceramica allora posso giungere ad una matrice ceramica. Nei carbon-carbon posso infiltrare la preforma con resine fenoliche che tramite pirolisi mi dà una resina ceramica (grafitica o carboniosa). Vi è un problema però, dovuto alla pirolisi:
Dopo la pirolisi quindi mi ritrovo con un materiale poroso dovuto proprio ai due problemi visti prima. Allora la tecnica è quella di reinfiltrare il materiale in modo che la porosità diminuisca e il materiale composito ceramico si ripresenti senza pori.
Un’altra tecnica utilizzata per compositi ceramici è il filament winding, che è un processo utilizzato soprattutto per oggetti cavi (tubi o recipienti che devono sopportare grandi pressioni all’interno). Le fibre passando da un recipiente pieno di resina si bagnano e si avvolgono attorno al mandrino in rotazione con un certo orientamento.
Questi processi sono di fatto di tipo manuali. In laboratorio, abbiamo utilizzato una sospensione che abbiamo colato, il trucco è quello di ottenere la compattazione più spinta e quindi abbiamo drenato l’acqua continuando a colare la sospensione necessaria.
Questo caso è utilizzato, per chi ha la necessità di andare veloce e nello stesso tempo richiede grandi performance. Nella pistola, avviene il taglio delle fibre e la mescola con la resina, che successivamente viene spruzzata a formare il composito.
Qui i tessuti sono sovrapposti per formare uno stack di materiale. Si utilizzano uno stampo e controstampo in cui si inietta in pressione la resina che andrà a riempire tutti i vuoti tra le fibre. E’ ideale creare il vuoto tra stampo e controstampo in modo che non rimanga nessun vuoto nel materiale.
Le fibre che si srotolano entrano in un materiale (stampo riscaldato) in cui avviene l’infiltrazione del polimero e la sua fusione, quindi le fibre si caricano di matrice che le impregna a fare il composito. Si sfrutta il fatto che le fibre sono tirabili e quindi da tale contenitore viene fuori il materiale composito che successivamente viene tagliato.
Significa legare per reazione. Si sfrutta una reazione chimica per consolidare il materiale composito ceramico precompattato. Inoltre, questa tecnica non induce a ritiro che è molto dannoso ed è caratteristico della sinterizzazione . In figura si vede un antico Reaction bonding in cui si forma il composito ceramico attraverso il Lay-up, ovvero tramite la sovrapposizione di diversi ceramic tape che vengono spruzzati (per migliorare l’adesione). Il ceramic tape è un impasto fatto di fibre e resina fenolica a dare un prepreg ceramico. Questi nastri ceramici che possono o non contenere le fibre ceramiche si mettono uno sull’altro. Attraverso la prototipizzazione rapida possiamo andare a tagliare i fogli di tessuto nelle dimensioni target per poi impilarli e compattarli a formare il composito ceramico. Questo materiale viene poi portato ad alta temperatura in cui viene il reaction bonding, cioè la reazione chimica tra Si e C. Il reaction bonding si fa avvenire impastando resine fenoliche, carbonio e SiC e quindi impastando certe quantità di precursori di carbonio o carbonio stesso sotto forma di polvere con del silicio in polvere e si fa uno slurry. Alle alte temperature le resine fenoliche si trasformano in carbonio (800 °C). a più alte temperature (1380-1410 °C) il silicio diventa liquido e attacca il carbonio con una reazione esotermica a formare il materiale composito. A tale temperatura però nessuna fibra ceramica può resistere tranne la fibra di carbonio, infatti le nextel al di sopra di 1300 °C perdono le loro proprietà meccaniche.
Qui vediamo che impilando i diversi nastri che contengono resina, silicio metallico e carburo di silicio formiamo il composito. La reazione tra Si e C è violenta e implica un aumento di volume, allora si aggiungono degli inerti, ovvero una parte che non è interessata alla reazione. Con il reaction bonding si fanno i materiali ceramici per i dischi frenanti. Si utilizzano i materiali ceramici invece che metallici, per tre motivi:
Di contro però il ceramico (monolitico) per i motivi della fragilità non può essere utilizzato a tale scopo. Mentre il materiale ceramico composito è ideale (è come se presentasse una certa duttilità, ovvero non si rompe di colpo).
Si tratta di fatto di una sinterizzazione oltre che ad alta temperatura anche ad alta pressione. Questo consente di non giungere alle alte temperature dove potremmo danneggiare irreversibilmente le fibre che non resistono. Un modo è quello di srotolare le fibre ceramiche da una bobina, impregnarle in una sospensione preceramica e la si riavvolge su un mandrino più grande che tagliato mi fornisce una piastra. Queste piastre impilate saranno consolidate e le resine vengono mandate via intorno ai 500 °C. A questo punto si ha la pressione a 1700 °C che mi da la compattazione finale del composito. Tale pressione sulla preforma può essere esercitata in una sola direzione o in maniera isostatica lungo tutte le direzioni.
Questa è la tecnica più performante. Attraverso le note fasi si giunge alla preforma che in un forno viene impregnata nella sua parte vuota (60) da una fase gassosa. Le molecole del gas che contiene precursori ceramici sono assorbite dai pori del materiale e qui pirolizzano lasciando un deposito solido che va a riempire i vuoti. E’ un processo che avviene a T relativamente basse, minori di 1000 °C e quindi si possono trattare anche fibre che non resistono alle alte temperature. Tale processo crea un materiale perfetto dal punto di vista cristallino, perché il materiale cresce da una fase gassosa e quindi non si hanno tensioni sulle fibre ceramiche. Il processo è molto lento e molto costoso. Una piastra di 6 mm è stata ottenuta con questo metodo sino ad un pieno del 90 dopo 240-250 ore.
MTS = metiltriclorosilano è un precursore ceramico che non è gassoso ma ha una lata tensione di vapore, cioè a tamb. evapora. Esso viene inserito nel forno attraverso un gorgogliatore in cui entra un gas di trasporto che porta via con sé saturandosi la fase di vapore del MTS. Ar = è un gas neutrale che non prende parte alla reazione nel forno, ma serve a lavare il forno dalla contaminazione dei gas interni alla camera di reazione.
La decomposizione e la deposizione sono controllate da una legge di tipo Arrhenius. Quello che deve auspicarsi è che i gas non si decompongano immediatamente sulla superficie della preforma, ma possano diffondere all’interno e successivamente decomporsi lentamente. Questo si ottiene mantenendo la temperatura più bassa in modo che il processo sia controllato cineticamente dalla diffusione molecolare e una pressione bassa perché il materiale possa avere un libero cammino medio più alto e si decomponga uniformemente. Se temperatura e pressione sono alte invece di avere CVI si ha CVD, avendo una crosta esterna e le parti più interne vuote.
Si può notare che lo spessore di materiale che si deposita sulla superficie di un poro cilindrico dipende dai parametri fisici del processo.
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