کامپوزیت‌های_زمینه_تیتانیم
فرایند تولید
TMCهایی که حاوی رشته‌های در تماس با یکدیگر می‌باشند، کاهش زیادی (تا ۵۰ درصد) در استحکام کششی و خستگی دارند. اطمینان از عدم برخورد رشته‌ها نیاز به دقت زیادی دارد و در حین تولید مقادیر زیاد از کامپوزیت در مقیاس اقتصادی، چالشهای عملی زیادی به وجود خواهد آمد. به دلیل دشوار بودن اتوماسیون فرایند قرار دادن رشته‌ها، این الزامات معادل هزینه بالای تولید می‌باشند. در TMCها، تولید اولیه ای که معادل تولید نوردی آلیاژهای معمولی (ورق، صفحه، میله یا شمشال) است، به صورت یک تک- نوار می‌باشد. تک نوار، یک ورقه نازک از زمینه تیتانیمی حاوی یک لایه منفرد از رشته‌های تک جهتی است که این رشته‌ها در وسط صفحه در جهت ضخامت قرار گرفته‌اند. به راحتی در اینجا می‌توان هسته و رشته SiC را مشاهده کرد. بررسی دقیق نشان می‌دهد که برای به حداقل رساندن تشکیل محصولات واکنش، یک لایه نازک و تیره از کربن آمورف در فصل مشترک زمینه / رشته وجود دارد. مطابق شکل ۹–۴، تک نوار یا نورد می‌شود یا به صورت کلاف‌های جمع شده (رول) درآورده خواهد شد. این کلافها به عنوان «مواد اولیه» برای ساخت قطعاتی از TMCها به کار می‌روند. به منظور تولید قطعات TMC، این کلاف تک - نوار باز می‌شود و به همان شیوهای کار گذاشته می‌شود که رشته پیش - آغشته در تولید کامپوزیتهای زمینه پلیمری با رشته‌های پیوسته کربنی به کار می‌رود. پس از این کار، تک نوارها از طریق اتصال دهی نفوذی" (معمولاً در یک پرس گرم در خلأ) مستحکم می‌شوند. از آنجا که رشته‌ها در تک. نوار، جهت‌گیری تک سویه دارند، با استفاده از لایه‌های عرضی، استحکام بخشی دو محوری از طریق جهت دهی هر تک. نوار در جهات از پیش تعیین شده حاصل می‌شود و بدین ترتیب یک کامپوزیت چندلایه با خواص مطلوب ساخته می‌شود یکی از مزایای بالقوه TMICها توانایی آنها در مناسب سازی خواص در جهات مختلف است که این کار از طریق کنترل جهت‌گیری رشته‌ها در هر لایه از TMIC انجام می‌شود به‌طور آشکار، خواص در جهت عمود بر صفحه رشته‌ها همیشه کمتر خواهند بود. در نتیجه، خواص TMICها در جهت ضخامت بسیار ضعیف است. خوشبختانه در بسیاری از کاربردها، بارهای موجود روی ضخامت بسیار کم بوده و این امر به ندرت یک عامل محدودکننده محسوب می‌شود. نکته دیگری که نرخ توسعه TMICها را محدود می‌سازد، واکنش میان رشته SiC و زمینه تیتانیمی در حین تولید تک نوار و نیز در طی اتصال دهی نفوذی تک نوار و ساخت کامپوزیت نهایی می‌باشد. اگر محمول واکنش فاز تردی باشد، استحکام عرضی بدشدت افت می‌کند. اگر به موضوع رشته بوروسیک برگردیم، پوشش SiC روی رشته‌های بور داده می‌شد تا از تشکیل TiB در فصل مشترک زمینه رشته ممانعت به عمل آورد. این کار معمولاً موفقیت‌آمیز بود. اما اگر زمان اتصال دهی طولانی می‌شد با دمای آن بالا می‌رفت، برخی واکنش‌ها میان زمینه و رشته‌ها انجام می‌شد. در این گونه موارد، محصول واکنش نوعاً Tic بود. امروزه رشته‌های SiC مورداستفاده دارای یک پوشش کربن آمورف می‌باشند تا میزان برهمکنش رشته زمینه به حداقل برسد و از تطبیق آنها در حین چرخه‌های حرارتی جلوگیری کرده و آسیب فصل مشترک را کاهش می‌دهد این پوشش همچنین فصل مشترک ضعیفی میان زمینه رشنه فراهم می‌آورد به طوری که ترکهای در حال رشد در جهت عمود بر رشته‌ها را منحرف می‌سازد. رشته سیگما نیز بالای کربن آمورف دارای یک لایه TD است تا به صورت یک سد نفوذی عمل کند. ثابت شده‌است که این روش بسیار مؤثر می‌باشد ملاحفله دیگر تولید که باید تذکر داده شود، حرکت رشته هاست که باعث تماس آنها با یکدیگر می‌شود. همان گونه که پیش از این بیان شد، هر نقطه از تماس رشته‌ها یک عیب ذاتی به‌شمار می‌آید چرا که رشته‌ها با یکدیگر پیوند برقرار نمی‌کنند. پیامد این عیب‌ها کاهش شدید خواصی همچون عمر خستگی و کرنش شکست است. این امر در ادامه در بخش خواص بیشتر توضیح داده خواهد شد. در روش ورق - رشته - ورق، حرکت جانبی رشته‌ها در حین تولید تک نوار از طریق بافتن سیم تیتانیمی یا مولیبدنی بین رشته‌ها به صورت عمود بر محور آنها، به حداقل می‌رسد. سیم مولیبدنی عمدتاً در زمینه ای که در دمای بالاتر کار می‌کند (مثل آلیاژ Ti - 3381 - 11Nb) استفاده می‌شود.