مترجم: حبیب الله علیخانی
منبع:راسخون
منبع:راسخون
الیاف سافیل
الیاف سافیل که شامل 4% سیلیس هستند، بوسیله‌ی اکسترود بادی محلول های هیدراته‌ی جزئی از برخی از نمک های آلومینیوم (به همراه مقادیر اندکی سیلیس) تولید می شوند. در این روش، مایع از طریق روزنه هایی اکسترود می گردد و وارد یک جریان با سرعت بالا از گاز می شود. این الیاف عمدتاً عمدتاً شامل دانه های δ آلومینا با اندازه‌ی 50 نانومتر می باشد البته علاوه بر این دانه ها، مقادیری دانه های آلفا آلومینا با اندازه‌ی 100 نانومتر وجود دارد. عمده‌ی استفاده از الیاف نوع سافیل در کامپوزیت های، به صورت نمد می باشد. این نمدها را می توان به شکل دلخواه در آورد و سپس حفرات موجود در این ساختارها را می توان با فلز مذاب (معمولاً آلیاژهای آلومینیوم) پر کرد. برای کاربردهای عایق کاری در دیرگدازها، عملیات حرارتی بر روی این الیاف در بالای دمای ℃ 1000 موجب کاهش آلومینای دلتا و تبدیل آن به آلفای آلومینا می شود. بعد از 100 ساعت عملیات حرارتی در دمای ℃ 1200، یا یک ساعت در دمای ℃ 1400، دانه های سوزنی شکل آلفا آلومینا در سطح الیاف قابل تشخیص می باشد. علاوه بر این، مولایت نیز در این الیاف قابل تشخیص است. بعد از دو ساعت عملیات حرارتی در دمای ℃ 1400، استحاله کامل می شود و غلظت تعادلی مربوط به مولایت به 13% می رسد. شرینکیج الیاف و به تبع، تغییر ابعاد آجرها حداقل تا دمای ℃ 1500، کنترل می شود. سافیل در اصل به عنوان یک عایق دیرگداز تولید شده است اما علاوه بر این، به عنوان متداول ترین تقویت کننده برای آلیاژهای سبک نیز مورد استفاده قرار می گیرد.الیاف اکسیدی پیوسته‌ی نازک
تولید
الیاف اکسیدی پیوسته‌ی نازک بر اساس آلومینا و بر پایه‌ی یکی از اشکال آن تولید می شوند. این آلومینا اغلب با سیلیس و سایر فازها مانند زیرکونیا یا مولایت ترکیب می شوند. پیش ماده‌ی آلومینا می تواند از محلول های ویسکوز آبی نمک های آلومینیوم
که در اینجا X می تواند یک لیگاند غیر آلی مانند یون کلر، یون نیترات و ... یا یک لیگاند آلی مانند 
باشد) بدست آیند. الیاف ژله ای تولید شده از پیش ماده که ریسیده می شوند، سپس خشک شده و تحت عملیات حرارتی قرار می گیرند. حرارت دهی این پیش ماده موجب می شود تا هیدرات های آلومینیوم رسوب دهی کنند. تغییر حجم و تخلخل مربوطه در این مرحله باید به دقت کنترل گردد تا بدین صورت الیافی مفید تولید شود. همچنین این ممکن است که سل آبی که بر پایه‌ی هیدروکسید آلومینیوم به صورت مستقیم ریسندگی شود. حرارت دهی الیاف پیش ماده موجب القای استحاله‌ی فازی آلومیناست و در واقع در صورتی که دمای مناسب اعمال گردد، تمام آلومینا به فاز آلفا تبدیل می شود. در بالای دمای ℃ 400 و تا دمای ℃ 1000، فازهای گذرای آلومینا با اندازه‌ی دانه ای در گستره‌ی 10 تا 100 نانومتر تولید می شود. در بالای دمای ℃ 1100، آلفا آلومینا تشکیل می شود. به هر حال، این استحاله بوسیله‌ی رشد سریع دانه های متخلخل آلفا آلومینا همراه است. این دانه ها تا چند میکرون رشد می کنند و بنابراین، الیاف تضعیف می شوند. این ضروری است که رشد سریع دانه ها کنترل شود تا بدین صورت الیاف با خواص مناسب تولید شود. کاربردهای الیاف آلومینایی در بالای دمای ℃ 1100 نیازمند این است که جوانه زنی و رشد دانه های آلفا آلومینا کنترل و میزان تخلخل این الیاف نیز محدود گردد. این کار هم با استفاده از افزودن پیش ماده‌ی سیلیسی یا دانه های آلفا آلومینا به پیش ماده‌ی الیاف انجام می شود. این مسئله منجر به توسعه‌ی دو خانواده از الیاف بر پایه‌ی آلومینا می شود. یکی از آنها شامل دانه های آلفا آلومینا و سایر فازهای گذرای آلومینا به همراه دیگر فازها می شود.اگر آلومینا همراه سیلیس باشد، استحاله‌ی آلفا آلومینا می تواند کنترل و محدود گردد. ریزساختار یک چنین الیافی وابسته به بالاترین دمایی است که الیاف در طی فرایند تبدیل شدن به ماده‌ی سرامیکی متحمل شده اند. دانه های بسیار کوچک از آلومینای با فاز η، γ یا δ در زمینه ای از سیلیس در دمایی بین ℃ 1000-1100 حاصل می شود. تغییر در ترکیب فازهای آلومینا و سیلیس موجب تغییر در صلبیت فیبر می شود زیر مدول یانگ مربوط به آلومینا در حدود 400 GPa و برای سیلیس در حدود 70GPa می باشد (شکل 1).
استحکام این الیاف به مقدار سیلیس وابسته نیست (شکل 2). تفاوت در استحکام الیاف آلفا آلومینا در اصل به دلیل تفاوت در اندازه‌ی دانه می باشد. الیاف نکستل 610 از آلفا آلومینای با اندازه‌ی دانه‌ی در حدود 0.1 میکرون تشکیل شده است در حالی که دو فیبر دیگر دارای اندازه‌ی دانه‌ی در حدود 0.5 میکرون می باشند. استحکام پایین تر الیاف almax کار با آنها را تسهیل می کند. سیلیس در دمایی در حدود ℃ 1000 نرم می شود به نحوی که الیاف آلومینایی که دارای سیلیس آمورف هستند، برای استفاده در کاربردهای دما بالا، مناسب نمی باشند. به هر حال، این الیاف به صورت ذاتی در برابر اکسیداسیون مقاوم هستند و در برابر مذاب فلزات نیز مقاومت دارند. آنها به طور موفقیت آمیز در تقویت آلیاژهای فلزی سبک مورد استفاده قرار گرفته اند. به هر حال، این مسئله را باید گفت که آلومینا به سهولت بوسیله‌ی فلزات مذاب، تر نمی شود به نحوی که باید سطح مشترک فیبر- فلز در این کامپوزیت ها، اصلاح گردد.
بسیاری از کامپوزیت های زمینه‌ی فلزی از ریخته گری تحت فشار فلز مذاب تولید می شوند. در واقع فلز مذاب با اعمال فشار وارد حفرات موجود در بین الیاف می شود. فشار اعمال شده باید به اندازه‌ی کافی باشد تا بدین صورت بتوان الیاف از جنس γ و یا δ را به هم چسباند.
وقتی آلومینای ترکیب شده با سیلیس، در دمای ℃ 1200 حرارت دهی شود، به طور جزئی به مولایت تبدیل می شود که می تواند ترکیب شیمیایی در گستره‌ی
پدید آورد. برهمکنش پیوندها که موجب پدید آوردن خزش در آلومینا می شود، منجر به تغییر شکل آلومینا در دمای بالاتر از ℃ 1000 می شود. توسعه‌ی الیافی که دارای آلومینا به همراه فازهای دیگر مانند مولایت یا زیرکونیا هستند، می توان خزش این الیاف را به تعویق بیندازد و موجب تقویت آنها گردد .الیاف آلومینو- سیلیکاتی پیوسته
الیاف Altex
این الیاف الیافی هستند که بوسیله‌ی شرکت شیمیایی Sumitomo تولید شده اند. این الیاف دارای سطح مقطعی مدور هستند و دارای سطحی صاف می باشند. این الیاف بوسیله‌ی تبدیل شیمیایی یک فیبر با پیش ماده‌ی پلیمری تولید می شوند. این پیش ماده از پلی آمینواکسان حل شده در حلال آلی تشکیل شده است. این محلول با افزودن آلکیل سیلیکات به محصولی ویسکوز تبدیل می شود و برای تولید سیلیس مورد استفاده قرار می گیرد. این پیش ماده در هوا تا دمای ℃ 760 حرارت دهی می شود. با اعمال این فرایند، گروه های آلی کربونیزه می شوند و فیبر سرامیکی تولید می شود که دارای 85% آلومینا به همراه 15% سیلیس آمورف است. این الیاف سپس تا دمای ℃ 970 حرارت دهی می شود تا بدین صورت ریزساختاری متشکل از دانه های گاما آلومینا با اندازه‌ی چند ده نانومتری تشکیل شوند. این دانه ها در داخل زمینه ای از فاز سیلیس آمورف رسوب دهی می کنند. محصول عملیات حرارتی متعاقب در دمایی بالاتر از ℃ 1100، مولایت می باشد. در دمای ℃ 1400، تبدیل مولایت کامل می شود و فیبر از 55% مولایت و 45% فاز آلفا آلومینا تبدیل می شود.الیاف نکستل
شرکت 3M یک گستره از الیاف سرامیکی را تحت نام عمومی نکستل تولید کردند. نکستل 312 و 440 با استفاده از فرایند سل ژل تولید شده اند. آنها از سه مول آلومینا بعلاوه‌ی 2 مول سیلیس با مقادیری اکسید بور به عنوان محدود کننده‌ی رشد کریستال، تولید شده اند. اتلاف حلال و شرینکیج رخ داده در طی خشک کردن فیلمان ها موجب پدید آمدن سطح مقطع هایی می شود که قطر آنها تا دو برابر قطر مینیمم می رسد. این الیاف با قطر متوسط 8 تا 9 میکرون و 10 تا 12 میکرون موجود می باشند. یک نوع کریستالی تر این الیاف 440، الیاف نکستل 480 هستند که به نظر می رسند امروزه دیگر تولید نمی شوند.الیاف نکستل 312 که اولین بار در سال 1974 تولید شده اند، ترکیبی از 62% آلومینا و 24% سیلیس و 14% اکسید بور می باشد. از مشاهدات میکروسکوپ الکترونی، این فهمیده شده است که این الیاف عمدتاً آمورف می باشند اگر چه وجود کریستال های کوچکی از آلومینیوم بورات نیز در این الیاف گزارش شده است. در بین سه فیبر گفته شد، این فیبرها دارای کمترین هزینه‌ی تولید می باشند و از این رو، به طور گسترده مورد استفاده قرار می گیرند اما این الیاف دارای پایداری گرمایی متوسطی دارند زیرا اکسید بور از دمای ℃ 1000 فرار است و در دمای حدود ℃ 1200، شرینکیج قابل توجهی در آن ایجاد می شود. برای بهبود پایداری دما بالای الیاف نکستل 440 و 480، مقدار اکسید بور کاهش یافته است. این دو فیبر دارای ترکیب یکسانی هستند و دارای 70% آلومینا، 28% سیلیس و 2% اکسید بور می باشد اما ریزساختار آنها متفاوت است. نکستل 440 عمدتاً دارای دانه های گاما آلومینا در داخل سیلیس آمورف است در حالی که نکستل 480 از مولایت تشکیل شده است. این تفاوت ها ممکن است به دلیل عملیات های حرارتی مختلف بر روی فیبرهای با ترکیب شیمیایی مشابه، ایجاد شود. در اینجا، الیاف 440 در دمایی زیر دمای ایجاد مولایت، عملیات حرارتی می شوند.
نکستل 720 شامل نسبت آلومینا به سیلیس مشابه با فیبر Altex است. این میزان 85% آلومینا و 15% سیلیس می باشد. این فیبر دارای سطح مقطع مدور است و قطری برابر با 12 میکرون دارد. روش سل ژل و عملیات حرارتی متعاقب شامل رشد مولایت غنی از آلومینا و آلفا آلومینا می باشد. برخلاف الیاف آلومینا- سیلیس، نکستل 720 شامل دانه های موزایک شکل مولایت با اندازه‌ی 0.5 میکرون می باشد که در طول دانه های آلفا آلومینا قرار دارند. ساختار نکستل 720 فیبر اکسیدی است که دارای پایین ترین نرخ خزش می باشد. عملیات حرارتی متعاقب منجر به غنی شدن الیاف از آلفا آلومینا می شود زیر مولایت آلومینا را خارج می کند. رشد دانه از دمای ℃ 1300 شروع می شود.
الیاف آلفا آلومینا
آلفا آلومینا پایدارترین شکل کریستالی آلومیناست و در دمای بالاتر از ℃ 1000، تمام فازهای آلومینا به این فاز تبدیل می شوند. همانگونه که در بالا بدان اشاره شد، الیاف بر پایه‌ی آلومینا می تواند شامل سیلیس باشد زیرا حضور این ماده اجازه می دهد رشد سریع دانه های آلومینا را کنترل کند. به هر حال، حضور سیلیس موجب کاهش مدول یانگ الیاف می شود و همچنین استحکام خزشی آنها را نیز کاهش می دهد. مقاومت بالا در برابر خزش بر این دلالت دارد که تولید اکثر الیاف آلفا آلومینای با خلوص بالا موجب می شود تا بدست آوردن یک ریزساختار ریز و با دانسیته‌ی بالا، سخت می باشد. کنترل رشد دانه و تخلخل در تولید الیاف آلفا آلومینا بواسطه‌ی استفاده از یک دوغاب انجام می شود که شامل ذرات آلفا آلومینا با شکل دانه های کنترل شده می باشد. رئولوژی دوغاب نیز از طریق میزان آب تعیین می شود. فیلمان های آماده شده از مواد پیش ماده که از طریق ریسندگی خشک تولید شده اند، پیرولیز می شوند تا بدین صورت الیاف آلفا آلومینا تولید شود.الیاف FP
الیاف FP که بوسیله‌ی شرکت دو پونت در سال 1979 تولید شد، اولین فیبر آلفا آلومینایی است که تولید شده است. تولید این فیبر شامل ریسندگی یک دوغاب متشکل از سوسپانسیون آبی ذرات آلومینا و نمک آلومینا در داخل آب می باشد. الیاف دقیقاً بعد از تولید، خشک و در دو مرحله پخت می شوند. در مرحله‌ی اول، شرینکیج کنترل می شود و در مرحله‌ی بعدی، در دمای بالاتری، ریزساختار با دانسیته‌ی بالایی از آلفا آلومینا تشکیل می شود. مرحله‌ی نهایی مربوط به در معرض شعله قرار گرفتن الیاف می باشد. با این کار لایه‌ی سطحی نازکی از سیلیس بر روی الیاف تشکیل می شود که موجب بهبود استحکام فیبر و کمک به تر شدن آنها بوسیله‌ی فلزات مذاب می شود. این الیاف، الیاف پیوسته ای هستند که دارای قطری در حدود 18 میکرون می باشند. این الیاف از 99.9% آلفا آلومینا تشکیل شده اند و دارای دانسیته‌ی
می باشند. این الیاف دارای ساختار پلی کریستال هستند و دارای اندازه‌ی دانه ای در حدود 0.5 میکرون می باشند. مدول یانگ این الیاف نیز برابر با 410 GPa می باشد و استحکام کششی برابر با 1.55 GPa می باشد اما کرنش شکست آنها تنها 0.4% می باشد. این تردی موجب شده است تا این فیبر برای کاربردهای بافته مناسب نباشد اگر چه این الیاف توانسته اند موفقیت اولیه ای در زمینه‌ی تقویت آلیاژهای سبک داشته باشند. تولید این الیاف از مرحله‌ی پایلوت فراتر نرفت و تولید تجاری آن متوقف گردید. با وجود این، الیاف FP یک مثال از آلومینای خالص در شکل فیبر می باشد. این فیبر از لحاظ شیمیایی و در دمای بالا پایدار است اما وجود ساختار ریز و دانه های ایزوتروپ موجب می شود تا لغزش و خزش این الیاف به آسانی انجام شود و از این رو این فیبر کاربردی در تقویت ساختارهای سرامیکی ندارد.سایر تولید کنندگان نیز روش تولید را اصلاح کرده اند و توانسته اند قطر الیاف آلفا آلومینا را کاهش دهند. این کاهش در قطر دارای این مزیت است که موجب افزایش انعطاف پذیری فیبر می شود و از این رو موجب افزایش قابلیت بافت این الیاف می شود. شرکت معدن کاری میتسویی و 3M الیاف پلی کریستالی را معرفی کرده اند که در این میان، Almax و نکستل 610 داری قطر 10 میکرونی هستند. این قطر نصف قطر الیاف FP است.
الیاف Almax
این الیاف در واقع الیاف آلفا آلومینایی هستند که هنوز به صورت تجاری وجود دارند و برای اولین بار در دهه‌ی 1990، بوسیله‌ی شرکت میتسویی، تولید شدند. این الیاف تقریباً از آلفا آلومینای خالص تشکیل شده است و قطری برابر با 10 میکرون دارد. این فیبر دارای دانسیته‌ی پایین تری نسبت به الیاف FP است (دانسیته‌ی آن برابر با
می باشد). مشابه الیاف FP، الیاف Almax شامل یک اجتماع از دانه های با اندازه‌ی 0.5 میکرون می باشد که نابجایی های غیر منظم متعددی بدون وجود آرایش دوره ای در آن وجود دارد. این مسئله بر رشد سریع دانه های آلفا آلومینا در طی فرایند تولید دلالت دارد (بدون آنکه تخلل یا تنش های داخلی آنها حذف گردد). به عنوان یک نتیجه، رشد دانه در دمای ℃ 1300 بدون اعمال بار، فعال می شود که علت این مسئله، این است که رشد دانه با تطبیق لغزش بوسیله‌ی نفوذ در ارتباط است.نکستل 610
یک فیبر آلفا آلومینایی پیوسته با قطر 10 میکرون می باشد که بوسیله‌ی 3M در اوایل دهه‌ی 1990 با نام تجاری نکستل 610 معرفی شد. این فیبر از 99% آلفا آلومینا تشکیل شده است اگر چه آنالیز شیمیایی دقیق تر نشان داده است که این فیبر شامل 1.15% ناخالصی می باشد. از این مقدار، 0.67%
به عنوان عامل جوانه زا و 0.35 سیلیس به عنوان ممانعت کننده در برابر رشد می باشد. این اعتقاد وجود دارد که سیلیس مورد استفاده در مرزدانه ها تشکیل فاز ثانویه نمی دهد، اگر چه، جدایش فاز ثانویه‌ی بسیار نازکی در اکثر دانه ها مشاهده می شود. این مشاهدات با استفاده از میکروسکوپ الکترونی عبوری انجام شده است. این الیاف پلی کریستال هستند و دارای اندازه‌ی دانه‌ی 0.1 میکرون هستند که 5 برابر کوچکتر از الیاف FP است.
الیاف آلومینا- زیرکونیا
الیاف PRD-166
دو پونت الیاف PRD-166 ی را تولید کرد که شامل 20% وزنی زیرکونیای پایدار شده با ایتریا می باشد. این زیرکونیا به منظور افزایش ازدیاد طول شکست الیاف اضافه می شود و موجب می شود که قابلیت بافت این الیاف افزایش یابد. توزیع ذرات غیر مدور با اندازه‌ی 0.15 میکرون موجب محدود شدن رشد دانه آلومینا می شود. این دانه های آلومینایی دارای قطر متوسط 0.3 میکرون است (در الیاف FP، این اندازه برابر با 0.5 میکرون می باشد). این ذرات در نوک ترک ها، تحت برهمکنش های مارتنزیتی قرار می گیرد و موجب افزایش استحکام فیبر می شود. این واضح نیست که اگر این فرایند در فیبر قابل توجه باشد و یا اندازه‌ی ذرات کاهش یابد، آیا استحکام فیبر تغییر می کند یا نه؟ سفتی حاصل شده برای آلومینای تقویت شده کمتر از الیاف FP است (E=344 GPa). علت این مسئله مدول یانگ پایین تر زیرکونیا می باشد (حدود 200 GPa در مقایسه با مدول یانگ مربوط به آلومینا که برابر با 400 GPa است). به هر حال، افزایش در کرنش شکست به اندازه‌ی کافی نیست و بنابراین، امکان بافت فیبر PRD-166 وجود ندارد و تولید الیاف PRD-166 از مرحله‌ی پایلوت گسترده تر نشد. به هر حال، مطالعه‌ی این الیاف اجازه می دهد تا آگاهی خوبی در مورد مکانیزم های افزایش تافنس و بهبود رفتار خزش الیاف آلومینا حاصل شود.الیاف نکستل 650
این الیاف بوسیله‌ی شرکت 3M تولید شد. در این الیاف، خواص فیبر به گونه ای تنظیم شده است که ماده در برابر آلودگی های قلیایی مقاوم است. این مسئله برای تقویت کامپوزیت های دما بالا مهم می باشد و همچنین موجب بهبود خواص خزش الیاف آلفا آلومینای خالص می گردد. نکستل 650 مانند سایر الیاف نکستل تولید شده اند. در واقع در تولید آنها نیز از ترکیبات آهن به عنوان عوامل جوانه زا و سیلیس به عنوان عوامل جلوگیری کننده در برابر رشد دانه ها استفاده شده است. افزودن α-Fe_2 O_3 که دارای ساختار مشابه با آلفا آلومیناست، موجب کاهش تخلخل ساختاری می شود.الیاف نکستل 650، الیافی پیوسته هستند و دارای سطح مقطع مدور است که قطر آن برابر با 11.2 میکرون می باشد. این فیبر از آلفا آلومینا به همراه 10 % وزنی زیرکونیای کیوبیک پایدار شده با 1% ایتریا تشکیل شده است. زیرکونیا به منظور افزایش ازدیاد طول شکست، اضافه می گردد و همچنین افزودن آن، موجب محدود شدن رشد دانه‌ی آلومینا می شود. ریزساختار بدست آمده، نیز بسیار ریز است و در حد 0.1 میکرون می باشد. هیچ فاز دیگری را نمی توان در این فیبر مشاهده کرد و تخلخل های داخل دانه ای در آن، وجود ندارد.
فیلمان های پیوسته‌ی مونوکریستال
تکنیک های مورد استفاده در تولید تک کریستال های سرامیکی از دهه‌ی 1960 شناخته شده اند و بوسیله‌ی آنها می توان فیلمان هایی تولید کرد که دارای مرزدانه نیستند. فیلمان های مونوکریستال و پیوسته‌ی آلفا آلومینا به صورت تجاری بوسیله‌ی شرکت سافیکون در آمریکا تولید شده اند. این نوع از فیلمان از آلومینای مذاب و با استفاده از یک روش چکرالسکی خاص تولید می شوند. در این روش، سرامیک با استفاده از یک کوره‌ی القایی فرکانس رادیویی حرارت دهی می شود. سرامیک در داخل یک بوته‌ی مولیبدنی قرار داده شده است و در این کوره واقع می شود. همچنین می توان از روش حرارت دهی نقطه ای لیزری برای حرارت دهی این سرامیک استفاده کرد. نرخ تولید در این روش بسیار آهسته است و همچنین هزینه های مربوط به تولید این فیلمان ها با افزایش قطر فیبر، افزایش می یابد و از این رو برای استفاده های صنعتی مناسب نیست. ترکیب استوکیومتری این الیاف به دلیل عدم وجود مرزدانه، این اطمینان را حاصل می کند که آنها قادر به تحمل دماهای بالاتر از ℃1600 هستند. جهت گیری دقیق کریستال دانه ما را قادر می سازد تا الیاف آلفا آلومینایی را تولید کرد که در جهت محور C قرار گرفته اند. این الیاف دارای مقاومت به خزش بیشتری هستند.فرایندهای تولید مشابهی برای تولید یک فیبر یوتکتیک مورد استفاده قرار گرفته است که شامل فازهای مخلوط شده از آلومینا به همراه
هستند. این ساختار به شرایط تولید وابسته است مخصوصاً سرعت کشش. این الیاف دارای افت مشابه در استحکام نیستند (بر خلاف الیاف تک کریستال آلومینا دیگر). به هر حال، یک چنین الیافی از دمای ℃ 1100 آزاد می شوند اما استحکام آنها به طور قابل توجهی به دما وابسته نیست (برخلاف سایر الیاف اکسیدی پلی کریستال).فرایند رشد این الیاف بسیار آهسته است و به طور نمونه وار 100 میلی متر بر ساعت است اما این روش می تواند به سهولت برای گستره‌ی وسیعی از سیستم های سرامیکی مورد استفاده قرار گیرد و بوسیله‌ی آنها تک کریستال های مختلف تولید گردد. اگر چه ساختار کریستالی آنها پیوسته است و سافیکون الیافی با طول 3000 متر از این نوع را نیز تولید کرده است. معمولاً طول فیلمان های تولید شده در آزمایشگاه کوتاه است و به طور نمونه وار در حد چند ده سانتیمتر است.
یک روش جایگزین برای تولید تک کریستال های فیبری شکل که روشی ارزان تر است، روش توصیف شده در بالاست که در آن از سرامیک مذاب در داخل کانال های تشکیل شده بوسیله‌ی سیم های مولیبدنی ساندویچی، به صورت فیبر، شکل دهی می شود. این قالب آماده سازی می شود و سیم و صفحات با استفاده از روش نفوذ به هم متصل می شوند. نقطه‌ی فرآوری با استفاده از یک سوسپتور گرافیتی 8 KHz و یک بوته‌ی مولیبدنی، حرارت دهی می شود. دانه ها که برای کنترل رشد کریستال و جهت دهی به آنها مورد استفاده قرار می گیرد، در بالای سطح قالب مولیبدنی واقع می شود. بوته پر از ماده‌ی اولیه می شود و سپس ذوب می شود. وقتی ماده‌ی اولیه ذوب شود، قالب مولیبدنی پایین می آید و سرامیک ذوب شده با استفاده از نیروهای کاپیلاری، در داخل کانال ها کشیده می شود. کریستال جوانه جهت گیری فیلمان تشکیل شده را تعیین می کند. این روش برای تولید فیلمان های سرامیکی یوتکتیکی مورد استفاده قرار می گیرد که در آنها نیاز به استفاده از جوانه نباشد. سیستم هایی که بوسیله‌ی این روش، به فیلمان تبدیل شده اند، عبارتند از: آلومینا،
، 
و 
. فیلمان های مولایتی همچنین با استفاده از این روش تولید شده اند. بسیاری از الیاف می توانند به طور مشابه با استفاده از این روش تولید شوند. نرخ های کشش در این فیلمان ها در حدود 10 mm/min است.طول ناحیه ای که می تواند به حرارت دهی شود، به طول فیلمانی که می خواهیم آن را تولید کنیم، محدود است اما طول های تا 250 میل متر نیز با این روش قابل تولید می باشند. فرایند تحت گاز خنثی و یا خلأ انجام می شود. با استفاده از چندین بچ، می توان در یک زمان، فیلمانهایی تولید کرد که تا 150 گرم وزن دارند.
مولیبدن قالب در نهایت بواسطه اچ کردن، خارج می شود. دو روش برای زدایش مولیبدن وجود دارد. این روش ها از واکنش های شیمیایی زیر استفاده می کنند:
واکنش بالا که در آن از هیدروژن پرواکسید استفاده شده است، از لحاظ محیط زیستی، بهتر است ولی این واکنش سه ثانیه طول می کشد.
هزینه های مربوط به هیدروژن پرواکسید بیشتر از هزینه های مربوط به اسیدهایی است که در واکنش دوم مورد استفاده قرار گرفته است. هر دو واکنش موجب افزایش دما می شود که به هر حال کنترل واکنش دوم آسان تر است. واکنش دوم نیازمند 30 ساعت برای زدایش کامل مولیبدن و آزادی الیاف دارد.
ویسکرها
ویسکرها مونوکریستال های با خلوص بالا می باشد که به شکل فیلمان در می آیند. پتانسیل ویسکرها به عنوان تقویت کننده، برای سال های متمادی به دلیل قطر کوچکشان، مورد بحث بوده است. قطر این ویسکرها معمولاً در گستره‌ی 0.5 تا 1.5 میکرون است که شامل عیوب اندکی هستند، از این رو باید استحکام بالایی داشته باشند. این استحکام شاید به استحکام تئوری ماده نیز برسد (استحکام تئوری یک دهم مدول یانگ ماده می باشد). علاوه بر این، نسبت طول به قطرهای آنها می تواند قابل توجه باشد، زیرا این الیاف می توانند با طولی بین 20 میکرون تا چند سانتیمتر، تولید شود. یک نسبت طول به قطر بالا چیزی است که برای تقویت در کامپوزیت ها، ضروری است.در میان اکسیدها، آن دسته از اکسیدهایی که به صورت ویسکر تولید شده اند، عبارتند از: آلومینا، اکسید منیزیم، ترکیب اکسید منیزیم - آلومینا،
، اکسید برلیم، اکسید مولیبدن، اکسید نیکل، اکسید کروم و اکسید روی می باشند. به طور نمونه وار، این ویسکرها بوسیله‌ی حرارت دهی فلز در داخل اتمسفر مناسب مانند هیدروژن تر، گاز خنثی یا هوای خنثی تولید می شوند. متداول ترین ویسکرهای مورد تولید شده، عبارتند از آلومینا و سیلیسیم کاربید.ویسکرهای آلومینایی بوسیله‌ی رسوب دهی شیمیایی از فاز بخار در دمای بالا تولید می شود. دما باید به اندازه‌ی کافی بالا باشد تا بدین صورت فشار برای تولید ویسکر مناسب باشد. در این روش، اتم ها بر روی یک لبه می چسبند و به رشد ادامه می دهند. ویسکرهای آلومینایی می تواند با عبور یک جریان از هیدروژن مرطوب از داخل یک پودر آلومینیوم حرارت داده شده تا دمای ℃ 1400، تولید شوند. یک توده از کریستال های آلفا آلومینا در بخش سرد تر کوره رسوب می کنند. واکنش مورد استفاده به صورت زیر است:
به طور جایگزین می توان از واکنش زیر استفاده کرد:
به هر حال، اگر ویسکرها به عنوان تقویت کننده مورد استفاده قرار گیرد، باید بر مشکلات قابل توجهی فایق آییم. این ویسکرها بسیار کوچک هستند به نحوی که این به نظر می رسد که کیسه‌ی پلاستیکی که محتوی این ویسکر هاست، پر ا ز گردو غبار است. این بدین معناست که هم تراز شدن ویسکرها در داخل یک زمینه بسیار سخت است. استفاده های بالقوه ای برای ویسکرها در زمانی وجود دارد که از آنها به صورت ترکیبی با الیاف معمولی استفاده می شود. با این رویه، زمینه‌ی کامپوزیت در جهت عکس نیز تقویت می گردد. ریز بودن یکی دیگر از محدودیت های مربوط به استفاده از این الیاف می باشد. به دلیل اینکه ریزی آنها موجب می شود تا این ویسکرها بعد از ورود به ریه، خارج نشوند. به همین دلیل، این ویسکرها به عنوان تقویت کننده، به صورت جدی مورد بررسی قرار نگرفته اند.
استفاده از مطالب این مقاله با ذکر منبع راسخون بلامانع می باشد.
/ج
