Keraamiset matriisikomposiitit (CMC) ovat uudentyyppisiä materiaaleja, jotka voivat yhdistää useiden materiaalien edut. Niitä käytetään usein suihkumoottoreissa, kaasuturbiineissa ja nikkeli -seosterästyökaluissa, joten tiedemiehet ovat suosineet niitä pitkään. Niistä alumiinioksidi (Al203) ja volframikarbidi (WC) ovat pari erittäin mielenkiintoisia yhdistelmiä. Ensimmäinen on kova ja kemiallisesti inertti, ja jälkimmäistä voidaan käyttää superkovaina materiaaleina. Valitettavasti kukaan ei ole vielä pystynyt valmistamaan tyydyttävää suorituskykyä omaavaa Al2O3-WCCMC: tä.
Äskettäin japanilainen tiedemiesryhmä, jota johtivat Nagoyan yliopiston tutkijat ja yhteistyössä NGK Spark Plug Co., Ltd. kanssa, teki tutkimuksen. He lisäsivät pienen määrän zirkoniumdioksidia (ZrO2) Al2O3-WC-CMC: n valmistusprosessissa. , Ja lopulta tuotettu&"; super kova &"; Al2O3-WC-CMC, jonka taivutuslujuus on yli 2 gigapascalia. Kuten johtavat tutkijat Dr. Nishi ja tohtori Matsunaga sanoivat:&"; Tämä on historian korkein taso tällä alalla.&";
Kun tutkijat käyttivät atomiratkaisulla skannaavaa lähetyselektronimikroskopiaa tutkiakseen sen superkannan ZrO2-tehostetun Al2O3-WC-cmc: n rakennetta, he havaitsivat, että Zr-atomit sijaitsevat Al2O3: n ja WC-levyn välisessä ohuessa kerroksessa. Nishi ja tohtori Matsunaga huomauttivat, että "Al2O3: n ja WC: n rajapinta on yleensä heikko kohta komposiittimateriaalien rakenteessa." Myöhemmin tutkijat käyttivät matemaattisen fysiikan alalla tekniikkaa nimeltä tiheysfunktionaalinen teoria simuloida zirkoniumatomia. Vaikutus on havaittu, että nämä zirkoniumatomit rajapintakerroksessa parantavat CMC: n vakautta.
Tohtori Matsunaga kommentoi sen mahdollisia sovelluksia: "Kehittämäämme materiaalia voidaan käyttää superkovan materiaalina metallinkäsittelylaitteisiin, leikataan lentokoneissa ja autoissa käytettäviä kovia metalliosia." Itse asiassa he huomasivat NGK Sytytystulppa Co., Ltd.
