Uhlík-uhlíkový laminát

RCC materiál používaný na raketoplánech

Uhlík-uhlíkový laminát (Reinforced Carbon-Carbon; RCC) je kompozitní materiál, který se skládá z uhlíkových vláken, která tvoří uhlíkovou matrici. Často bývá pokryt vrstvičkou karbidu křemíku, která chrání čistý uhlík před oxidací. Původně byl vyvinut pro hlavice mezikontinentálních balistických střel, ale známější je jako ochrana nosové části a náběžných hran křídel amerických raketoplánů.

Uhlík-uhlíkový laminát je vhodný pro konstrukční užití ve vysokých teplotách, kde je potřeba tepelné odolnosti a/nebo nízkého součinitele teplotní roztažnosti. Není tak křehký jak mnoho jiných keramik, postrádá však odolnost proti nárazu; Zkáza raketoplánu Columbia byla způsobena právě po zásahu kusu izolační pěny z palivové nádrže, který poškodil panel RCC.

[editovat] Výroba

Materiál se vyrábí ve třech krocích:

Nejprve jsou vrstvy uhlíkového vlákna lepeny fenolovou pryskyřicí a vytvarovány do konečné podoby. Často se jako přísada přidává koks nebo jiný čistý uhlík.

Následně je vše zahřáto v inertní atmosféře tak, že se pyrolýzou fenolová pryskyřice rozloží a vytvoří uhlíkovou matrici. Při tomto procesu ztrácí směs objem a začínají se vytvářet póry, které jsou částečně eliminovány přidavnými přísadami.

Uhlíková matrice se dále impregnuje furfurylalkoholem a dalšími pyrolýzami je zahušťována a zesilována. Nakonec jsou póry postupně několik dní vyplňovány za vysoké teploty uhlíkotvorným plynem, např. acetylenem. Tento dlouhý proces tepelného zpracování umožňuje uhlíku vytvořit větší grafitické zrno a je to také hlavní důvod vysoké ceny tohoto materiálu, která převyšuje částku $100000 za jeden panel. Při konečné úpravě je povrch materiálu za vysoké teploty v inertní atmosféře pokryt vrstvičkou karbidu křemíku, která chrání čistý uhlík před oxidací.