מצב המחקר וההתקדמות של טכנולוגיית העיבוד של חומרים מרוכבים מטריצת טיטניום (TiMMCs) נסקרו מהיבטים של עיבוד מכני מסורתי, עיבוד שדות אנרגיה מרוכבים, עיבוד חישול וייצור תוסף. מאפיינים של TiMMCs מעובדים על ידי טכניקות עיבוד שונות. מתוך כוונה לבעיות העיקריות במחקר הנוכחי, צפויה מגמת הפיתוח של טכנולוגיית עיבוד TiMMCs בעתיד.
תְמוּנָה
מהנדס בכיר ברמת החוקר וואנג גואנגפינג
01
הַקדָמָה
טיטניום וסגסוגותיו נמצאים בשימוש נרחב בתחומי תעופה וחלל, פטרוכימיה, ימיים ורפואה בשל תכונותיהם המעולות כגון חוזק ספציפי גבוה, עמידות מצוינת בפני קורוזיה כימית ותאימות ביולוגית טובה [1-4]. עם זאת, מודול ה-Young, עמידות הבלאי ועמידות החום של סגסוגות טיטניום נמוכות מאלה של סגסוגות על בסיס פלדה וניקל, מה שמגביל את היישומים הנוספים שלהן בתחומי הרכב והתעופה [5-8]. הופעת חומרי מטריצת טיטניום (TiMMCs) מספקת אלטרנטיבה חדשה להתגבר על הבעיות שלעיל. TiMMCs הוא חומר מרוכב המורכב מטיטניום וסגסוגות שלו כמטריקס וקרמיקה (חלקיקים, שפם, סיבים קצרים וסיבים ארוכים מתמשכים) כשלב החיזוק (ראה איור 1).
תְמוּנָה
א) חומרים מרוכבים מטריצת טיטניום מחוזקים בסיבים ארוכים רציפים
תְמוּנָה
ב) חומרים מרוכבים על בסיס טיטניום מחוזקים בחלקיקים ג) חומרים מרוכבים על בסיס טיטניום מחוזקים בסיבים קצרים
איור 1 תרשים סכמטי של TiMMCs עם סוגים שונים של שלבי חיזוק
תוך שמירה על המאפיינים המצוינים של המטריצה, TiMMCs יכולים גם להשיג תכונות מקיפות שלא ניתן להשיג על ידי שלב חיזוק בודד או מטריצה באמצעות השלמה ומתאם של תכונות הסיב והמטריצה. לדוגמה, חוזק התשואה של (TiC בתוספת Ti5Si3)/Ti מרוכבים שהוכנו על ידי HUO et al. [9] גבוה עד 829MPa, שהוא גבוה ב-178 אחוזים מזה של טיטניום טהור, תוך שמירה על התארכות גבוהה של 8.1 אחוזים, ובעל חוזק גבוה וגמישות בינונית. בהשוואה לרכבי TiC/Ti למינציה, החוזק והמשיכות של TiMMCs משופרים בו זמנית, וכתוצאה מכך ביצועים סינרגטיים חוזק-משיכות מצוינים. המודולוס הספציפי הגבוה של TiMMCs הוא הגורם העיקרי לקידום היישום הרחב שלו בגוף מטוסים, בעוד שהחוזק הספציפי הגבוה הוא הכוח המניע לקידום היישום שלו בתעשיית המנועים [10]. לדוגמה, ארצות הברית לקחה את ההובלה בשימוש בחומרים מרוכבים מבוססי טיטניום מחוזקים בחלקיקים לייצור חלקי מנועי אוויר. להבי הרוטור המרוכבים על בסיס טיטניום מחוזקים בחלקיקים שפותחו על ידי ארצות הברית יושמו בהצלחה, מה שלא רק משפר את הביצועים של להבי הרוטור, אלא גם מפחית את התעופה. עלות הייצור של המנוע ירדה ב-$60,000 [11]. חברת בואינג מטוסי ארצות הברית פיתחה מוט חיבור למטוס מרוכב מבוסס טיטניום מחוזק על בסיס חלקיקים, אשר לא רק בעל עלייה משמעותית בטמפרטורת השירות, אלא גם מפחית את המסה בכמעט 40 אחוז בהשוואה לזו שלפני השיפור , והוחל בהצלחה על מטוס הבואינג 787[12] . מרכז המחקר האטלנטי של ארצות הברית פיתח בהצלחה חומר מרוכב מבוסס טיטניום מחוזק בחלקיקים עבור ציוד נחיתה של מסוקים, והוא יושם בהצלחה. בהשוואה לחומרים מסורתיים, המשקל מופחת מאוד [13]. המרכז הצרפתי למחקר אווירונאוטי וחברת רולס רויס הבריטית השתמשו ברכיבים מרוכבים ממטריקס טיטניום מחוזקים בחלקיקים להכנת להבי מנועי אוויר והשיגו הצלחה [14, 15]. בתחום הרכב, הדרישות למבנים קלים עולות כל הזמן, מה שמקדם מאוד את היישום של TiMMCs. תאגיד טויוטה מיפן השתמש לראשונה בחומרים מרוכבים BTi/Ti לשסתומי פליטה לרכב, שסתומי פליטה של מנועי רכב וחלקים אחרים, שסתומי מנוע וכו'. המסה הכוללת מופחתת בכמעט 40 אחוז, ויש לה את היתרונות של חיים גבוהים ועלות נמוכה [16]. במקביל, מדינות כמו אירופה וארצות הברית גם החלו להשתמש בחומרים מרוכבים מבוססי טיטניום מחוזקים בחלקיקים כדי להחליף חומרי פלדה מסורתיים לייצור חלקים עיקריים של מכוניות, כדי להפחית את משקל המכוניות ולשפר עוד יותר את ביצועים של מכוניות [17]. טווח היישום של TiMMCs מוצג באיור 2.
תְמוּנָה
איור 2 טווח יישומים של TiMMCs
בשל המורכבות של הרכב החומרים, TiMMCs הרבה יותר קשה לעיבוד מחומרים הנדסיים קונבנציונליים, והוא סוג חדש של חומר קשה לעיבוד. בינתיים, למרות ש-TiMMC המכילים חיזוקים מפוזרים באופן אחיד או חיזוקים לא רציפים בדרך כלל מציגים חוזק גבוה יותר, המשיכות והקשיחות ביחס למטריצה הטהורה נפגעים בהכרח [18]. לדוגמה, אפילו עם TiC ו-Ti5Si3 במקום, נתוני המתיחה מראים שההתארכות בשבירה יורדת בחדות מ-17.2 אחוזים ל-1.53 אחוזים כאשר תוספת חוזק התפוקה של החומר המרוכב מגיעה ל-410MPa, מה שמציב דרישות גבוהות יותר לטכנולוגיית עיבוד [19] ]. לכן, כיצד להשיג יעילות גבוהה ועיבוד נמוך של TiMMCs הפך למוקד מחקר בתחום עיבוד חומרים מרוכבים.
שיטות עיבוד נפוצות של TiMMCs כוללות עיבוד שבבי, פרזול, יציקה וייצור תוסף [20]. עיבוד שבבי מסתמך על כוח מכני כדי לשנות את צורת החומרים, שיכולים לבצע ביעילות ייצור המוני ועיבוד אצווה. זוהי אחת משיטות העיבוד הקר הנפוצות ביותר. זה יכול להשיג מידות דיוק גבוהות ודרישות איכות פני השטח, והוא מתאים לסוגים שונים של חומרים כולל חומרים מרוכבים. עיבוד חומר. פעולות עיבוד נפוצות כוללות חיתוך, קידוח, כרסום וטחינה. פרזול, יציקה וייצור תוספים הם תהליכי עיבוד תרמיים אופייניים שיכולים לשפר את התכונות המכניות והמבנה של חומרים מרוכבים [21]. בנוסף, בעת בחירת טכנולוגיית עיבוד מתאימה לעיבוד TiMMCs, יש צורך לשקול באופן מקיף את המאפיינים השונים של כל רכיב בחומר המרוכב, כמו גם את הבלאי וההתפשטות התרמית בין החומר המרוכב לכלי העיבוד, כדי להשיג חלקי TiMMCs עם ביצועים מצוינים.
במאמר זה, טכנולוגיית העיבוד הנוכחית של TiMMCs נסקרת, ועיבוד של TiMMCs בעתיד צפוי, על מנת לספק תמיכה תיאורטית ליישום בעל ביצועים גבוהים של TiMMCs.
02
עיבוד שבבי
בשל המגבלות של טכנולוגיית ההכנה של TiMMCs, עיבוד שבבי הוא עדיין תהליך הכרחי בייצור TiMMCs. בהשוואה לחומר המטריצה, לחיזוק יש קשיות גבוהה יותר, חוזק גבוה יותר ועיבוד קשה יותר, ויהיו בעיות כמו פיצול שלב החיזוק, משיכה והתנתקות במהלך העיבוד. תהליך החיתוך של TiMMCs נחקר באופן מקיף במונחים של אופטימיזציה והיבטים אחרים.
2.1 עיבוד שבבי
מתוך כוונה להיעדר מחקר שיטתי על ביצועי חיתוך כגון מנגנון בלאי כלים, כוח חיתוך ושינויי טמפרטורת חיתוך בתהליך החיתוך של TiMMCs, ביאן וייליאנג [22] ביצעה מחקר על הביצועים של סיבוב כלים שונים (TiCp ועוד TiB w) /TC4. יהלום גביש יחיד וקרביד צמנט משמשים בעיבוד חומרים. באותם תנאי חיתוך, חייו של כלי ה-PCD ארוכים יותר. כאשר כלי יהלום קריסטל יחיד חותך TiMMCs, הבלאי של הכלי נובע בעיקר מגירוד חוזר ונשנה של שיפור הקשיות הגבוהה ביחס לכלי. כאשר חותכים את סגסוגת TC4 לבד, סגסוגת הטיטניום מחוברת לכלי והבלאי הנגרם כתוצאה מהפצת מרכיבי חומר עיבוד לכלי משמעותי יותר. בעת עיבוד שבבי TiMMC עם כלי קרביד מוצק, הדיפוזיה וההדבקה של חומר העבודה הם גם ברורים.
על מנת להמשיך ולחקור את ההשפעה של פרמטרי חיתוך ושיטות סיכה על מאפייני העיבוד, NIKNAM et al. [23] ביצעו ניסויי סיבוב יבש וחצי יבשים על חומרים מרוכבים ממטריקס טיטניום מחוזקים בחלקיקים (PTMCs), וניתחו את כוח החיתוך תחת פרמטרי חיתוך שונים. , חספוס פני השטח והתנהגות הסרת חלקיקים. התוצאות מראות שכוח החיתוך גדול יותר במצב חצי יבש, וייווצר סרט של חומר סיכה, מה שמפריע להתקדמות החלקה של החיתוך.
DUONG וחב'. [24] חקר את התנהגות שחיקת הכלים הראשונית במהלך פניית TiMMCs, ומצא כי בלאי הוא המנגנון החשוב ביותר בחיתוך TiMMCs, ודיפוזיה והידבקות נמצאו בכל התנאים. וצורת בלאי חדשה של שכבה דקה קשה נמצאה בתהליך העיבוד, שבמקרה זה יוביל לבלאי דיפוזיה וגידול מכני. בשונה מ-PTMCs, לחומרי טיטניום מחוזקים בסיבים רציפים יש אניזוטרופיה ייחודית בשל המשכיות הסיבים. על מנת להבהיר את מנגנון החיתוך של חומרים מרוכבים מטריצת טיטניום מחוזקים בסיבים רציפים, ZAN[25] et al. מבחן החיתוך האורתוגונלי SiCf/Ti-6Al-4V השיג את התנהגות היווצרות השבב ואת מנגנון העיוות של החומר המרוכב בטמפרטורה נמוכה, בטמפרטורת חדר ובטמפרטורה גבוהה, ומצאה שבהשוואה להיווצרות של רצועת גזירה אדיאבטית במהלך תהליך החיתוך של סגסוגת טיטניום, SiCf/Ti הרוחב של שן -6Al-4V גדול יותר. איור 3 הוא תרשים סכמטי של חיתוך שכבה מתחלפת של SiCf/Ti-6Al-4V בטמפרטורות שונות.
תְמוּנָה
א) קריוגני (CT)
תְמוּנָה
ב) טמפרטורת החדר (RT)
איור 3 דיאגרמת חיתוך של שכבות מתחלפות של חומרים מרוכבים מטריצת טיטניום מחוזקים בסיבים בטמפרטורות שונות
2.2 טחינה
השחזה מסתמכת על גרגרי שוחקים רבים על פני גלגל ההשחזה כדי לחתוך בו זמנית את חומר העבודה להסרת חומר, המתאים לעיבוד מדויק ודיוק במיוחד של חומרים. DING et al. [26, 27] הקימו מודל תלת מימדי של אלמנטים סופיים של תהליך הטחינה על מנת להבין את התנהגות הסרת החומר של TiCp/Ti-6Al-4V במהלך שחיקה קונבנציונלית וטחינה במהירות גבוהה, ובהתבסס על מודל האלמנטים הסופיים, דנו בהתנהגות הסרת החומר. התנהגות ההסרה וההשפעה של מהירות השחזה על היווצרות תכונות משטח מעובדות (ראה איור 4). התוצאות מראות שניתן לחלק את התנהגות הסרת החומר במהלך הטחינה של TiCp/Ti-6Al-4V להסרה רקיעה של חומר מטריצת מתכת והסרה שבירה של חלקיקים מחוזקים ב-TiC. באופן דומה, LIU et al. [28] הגיע למסקנה כי ניתן לחלק את הסרת החומר בטחינה במהירות גבוהה של PTMCs לארבעה שלבים: הסרת פלסטיק של מטריצת סגסוגת, התחלת סדק בחלקיקים משופרים, התפשטות סדק בחלקיקים משופרים וכשל שביר של חלקיקים משופרים. בהשוואה למהירות הטחינה, לעובי שבב לא מעוות יש השפעה רבה יותר על היווצרות פגמי משטח מעובדים. על בסיס זה, LI et al. [29, 30] חקרו את ביצועי השחזה של גלגל שחיקה CBN מצופה אלקטרו-שכבתי חד-שכבה וגלגל שחיקה CBN מולחם עבור PTMCs (ראה איור 5). התוצאות הראו שגלגל השחזה CBN מולחם חד-שכבתי מתאים יותר מגלגל שחיקה מצופה אלקטרו לטחינה במהירות גבוהה של PTMCs. ליו צ'אוג'י ועוד. [31] ניתח את מודל כוח השחזה של השחזה בצד PTMCs באמצעות סימולציה. בעת הסרת המטריצה, תנודת כוח הטחינה קבועה. בעת הסרת החלקיקים המחוזקים ב-TiC, יופיעו סדקים ויתרחבו על פני החומר. יש גם שבבים מסיביים שמוסרים על פני השטח, והתנודתיות של כוח הטחינה באזור שבו מסירים את החלקיקים המחוזקים היא גדולה. בנוסף, כוחות השחזה הרגילים והמשיקים גדלים שניהם עם הגידול בעובי שבב שוחק בודד.
תְמוּנָה
א) הדמיית PTMCs שחיקה רגילה
תְמוּנָה
ב) תוצאות בדיקה של PTMCs טחינה רגילים
תְמוּנָה
ג) סימולציה של PTMCs שחיקה במהירות גבוהה
תְמוּנָה
ד) תוצאות ניסוי של שחיקה במהירות גבוהה של PTMCs
איור 4 סימולציה ותוצאות בדיקה של התנהגות הסרת PTMC במהירויות שונות
(לעומת =3מ/דקה, ap=0.010mm)
תְמוּנָה
א) השחזה עם גלגל שחיקה מצופה CBN
תְמוּנָה
ב) השחזה עם גלגל שחיקה CBN מולחם
איור 5 השוואה בין גלגל שחיקה מצופה CBN וגלגל שחיקה מלוח CBN לטחינת PTMCs
03
עיבוד שדה אנרגיה מורכב
שחיקה בעזרת רטט קולי היא טכנולוגיית עיבוד מורכבת המציגה רטט קולי לטכנולוגיית השחזה המסורתית כדי להפחית את טמפרטורת החיתוך ולשפר את איכות השחזה. בעיבוד קולי בעזרת רטט, מצב המגע בין הכלי לחומר העבודה משתנה עקב רטט בתדר גבוה, והכלי וחומר העבודה נמצאים במגע לסירוגין, מלווה בהשפעות של קוויטציה והשפעות בתדר גבוה, כך שהמגע בין חומר העבודה והכלי כוח החיכוך מופחת, ובכך מפחית את חום החיתוך וכוח החיתוך, ויכול להאריך את חיי השירות של הכלי ולשפר את איכות העיבוד. טכנולוגיית עיבוד אולטרסאונד בעזרת רטט נמצאה בשימוש נרחב בחומרים קשים לעיבוד כגון סגסוגות על בסיס ניקל, TiMMCs וחומרי מטריצה קרמיים.
WU et al. [32] ביצע בדיקת שחיקה בעזרת רטט צירית על PTMCs, ומצא כי תחת פעולת האולטרסאונד, מסלול החיתוך של גרגרי שוחקים גדל, והגרגרים השוחקים לוחצים שוב ושוב על פני השטח של חלק העבודה כדי להפחית את חספוס פני השטח ערך. YUE et al. [33] ביצעה את בדיקת השחזה האולטרה-סונית בסיוע רטט של גרגר שוחק בודד של PTMC, השווה את ההשפעה של שחיקה רגילה וטחינה על-קולית על קצב הסרת החומר במהירויות טחינה שונות ובקצבי הזנה שונים, וקבעה את מודל עובי החיתוך האולטראסוני של גרגר שוחק בודד תחת הפעולה מראה כי הרטט האולטראסוני עלול לגרום לשבירת מיקרו של גרגרי השוחקים, מה שיכול לעדכן באופן רציף את מצב קצה החיתוך ולשמור על חדות גרגרי השוחקים בכל עת. ZHAO et al. [34] השתמש בפלטפורמת רטט רדיאלית מתוצרת עצמית (ראה איור 6) כדי לבצע בדיקת שחיקה בעזרת רטט קולי על PTMCs, והשוותה אותה למבחן השחזה הרגיל. בהשוואה לטחינה רגילה, טחינה בעזרת רטט קולי יכולה להפחית את טמפרטורת הטחינה ב-24.2 אחוזים ל-51.8 אחוזים, ובמקביל, ניתן להגדיל את קצב הסרת החומר פי 2.8.
תְמוּנָה
איור 6 פלטפורמה קולית של רטט רדיאלי ומכשיר למדידת רעידות
BEIJANI et al. [35] השתמש בעיבוד עיבוד שבבי בסיוע לייזר (LAM) לעיבוד TiMMCs בפעם הראשונה על בסיס חריטה מסורתית (ראה איור 7). התוצאות מראות שבהשוואה לעיבוד שבבי קונבנציונלי, למרות שערך החספוס של חומר העבודה גדל ב-15 אחוזים, נפח החיתוך הכולל של כלי ה-LAM גדל ב-180 אחוזים, וחיי הכלי משתפר ביעילות, מה שמיוחס להעברת חלקיקים במטריצה ולא שבר.
תְמוּנָה
א) דיאגרמה סכמטית
תְמוּנָה
ב) מכשיר בפועל
איור 7 מכשיר לבדיקת עיבוד בעזרת לייזר
04
עיבוד ייצור תוסף
טכנולוגיית ייצור תוספים בלייזר יכולה לייצר ישירות חלקים מבניים מורכבים, ומציגה סיכויי יישום גדולים בייצור של TiMMCs. BANERJEE et al. [36] עיבדו בהצלחה חומרים מרוכבים TiB/TC4 באמצעות טכנולוגיית עיבוד סטריאופורמציה בלייזר (LENSTM), והשתמשו במיקרוסקופיה אלקטרונית סורקת ומיקרוסקופיה אלקטרונית העברה כדי לאפיין את המיקרו-מבנה של החומרים המרוכבים כפי שהופקדו בפירוט. התוצאות הראו כי השיטה שהוכנה המיקרו-מבנה המרוכב TiB/TC4 מעודן באופן משמעותי ויציב מבחינה תרמודינמית. באופן דומה, GU et al. [37] השתמש בהתכת לייזר סלקטיבית (SLM) כדי לעבד את אבקת המורכבת TiC/Ti המוכנה, והשיגה חומרים מרוכבים מטריצות TiAl3 (שלב ראשי) ו-Ti3AlC2 (שלב משני) מחוזקים בחלקיקי TiC. למרות צמיחת גרגרים קלה ביחס לאבקה הטחינה, המרוכב שטופל ב-SLM עדיין מציג מבנה מיקרו עדין. [38] השתמש בטכנולוגיית עיבוד לייזר של השקעת מתכת ישירה (DMD) להכנת PTMCs המכילים שברי נפח שונים (TiB פלוס TiC) מחומרי גלם אבקה המורכבים מראש סגסוגת (Ti-6Al-4V פלוס B4C ) תערובות אבקה. מחקרים מכניים הראו שבדרגה 20-600, קשיות ה-Vickers של TiMMCs המחוזקים בחלקיקים המכילים B4C עולה ב-10 אחוזים -15 אחוזים, ומודול ה-Young עולה ב-10 אחוזים. הכנת TiMMCs על ידי טכנולוגיית עיבוד לייזר DMD מוצגת באיור 8.
תְמוּנָה
איור 8 דיאגרמה סכמטית של TiMMCs שהוכנה על ידי טכנולוגיית עיבוד לייזר DMD
05
לְטִישָׁה
פרזול יכול לבטל את הפגמים הרופפים של החומרים בתהליך ההיתוך, לשכלל ביעילות את המיקרו-מבנה ולהשיג פרזול איכותי התואמים את המבנה והביצועים.
חוקרים זרים רלוונטיים חקרו את ההשפעה של חישול חם על מבנה המיקרו ותכונות המתיחה של חומרים מרוכבים מטריצת Ti-TiB. מחקרים הראו שההתארכות בטמפרטורת החדר של הרכיבים המחושלים Ti-13.3B ו-Ti-7B מגיעה ל-6.1 אחוז ו-5.2 אחוזים, בהתאמה, ותכונות החומר משופרות ביעילות. חוקר פנים Hu Jiarui וחב'. [39] PTMCs מזויפים של TiC סינטר שנוצרו באתרו, והפגמים המבניים של PTMCs לאחר חישול בוטלו, התרחשה התגבשות דינמית והתכונות המכניות בטמפרטורת החדר שופרו. מורפולוגיה של שבר מתיחה SEM של TiMMCs מחוזקים בחלקיקים מוצגת באיור 9. במקביל, בשל מבנה המטריצה המשופר, עמידות הבלאי של PTMCs לאחר חישול משתפרת. אותו
[40] השווה וניתח את התכונות המכניות של 5 אחוז (TiB פלוס TiC)/Ti-1100 חומרים מרוכבים. בדרגה 500-650, החומר המרוכב ביציקה היה שבר שביר, והחומר המרוכב המחושל היה שבר רקיע, והחוזק וההתארכות של החומר המרוכב לאחר פרזול גדלים באופן משמעותי.
תְמוּנָה
א) סינטר (סדקים חודרים מטריצה) ב) סינטר (סדקים בין-גרגיריים וסדקים גרגרים
תְמוּנָה
ג) -חישול ד) ( פלוס )-חישול
איור.9 שבר מתיחה מורפולוגיה SEM של TiMMCs מחוזקת על ידי חלקיקי TiC
06
סיכום
בשל נוכחותם של שלבי חיזוק, TiMMCs מציגים תכונות מכניות ומנגנוני עיבוד שונים מסגסוגות טיטניום מסורתיות. במבט קדימה, העיבוד של TiMMCs יתפתח בהיבטים הבאים.
(1) שיפור טכנולוגיית עיבוד טכנולוגיית העיבוד של TiMMCs תשתפר באופן מתמיד כדי לשפר את יעילות הייצור ואיכות המוצר. כלי חיתוך ושיטות עיבוד חדשות יפותחו כדי להפחית את כוחות החיתוך ובלאי הכלים, ולממש את ההסרה הסינרגטית של הרכיבים ההטרוגניים של TiMMC.
(2) שילוב של טכנולוגיות עיבוד מרובות ל-TiMMC יש פלסטיות ירודה בטמפרטורת החדר, והעיבוד המקיף של TiMMCs על ידי שימוש בשיטות עיבוד תרמיות שונות כגון דפורמציה סופר-פלסטית בטמפרטורה גבוהה, חישול חם ועיוות שחול חם יכול למקסם את פוטנציאל היישום של TiMMCs במגוון שדות.
(3) פיתוח חומר חדש עם התקדמות המדע והטכנולוגיה, יפותחו TiMMCs חדשות עם ביצועים גבוהים יותר ותחומי יישום רחבים יותר. לדוגמה, ננו-TiMMCs, TiMMCs רב-תכליתיים ו-TiMMCs עמידים בטמפרטורה גבוהה יקדמו את הפיתוח של TiMMCs.
(4) קיימות והגנה על הסביבה קיימות והגנת הסביבה יהפכו לשיקולים מרכזיים בעת עיבוד TiMMCs. פיתוח שיטות עיבוד ידידותיות יותר לסביבה, מחזור פסולת חומרים מרוכבים והפחתת צריכת האנרגיה יהיו כיוון הפיתוח העתידי.
(5) TiMMCs יישומים מרובי שדות יחולו בשדות נוספים. בנוסף לתעשיות התעופה והרכב הקיימות, גם תחומי הרפואה, האנרגיה והבנייה ימשיכו לחקור את פוטנציאל היישום של TiMMCs.
