Керамичните матрични композити (CMC) са нов вид материал, който може да интегрира предимствата на множество материали. Те често се използват в реактивни двигатели, газови турбини и никелови суперсплавни инструменти, така че отдавна са предпочитани от учените. Сред тях, алуминиев оксид (Al2O3) и волфрамов карбид (WC) са двойка много интересни комбинации. Първият е твърд и химически инертен, а вторият може да се използва като свръхтвърди материали. За съжаление, никой все още не може да се подготви Al2O3-WCCMC със задоволителни показатели.
Наскоро екип от учени от Япония, ръководен от учени от университета в Нагоя и в сътрудничество с NGK Spark Plug Co., Ltd., проведе проучване. Те добавиха малко количество циркониев диоксид (ZrO2) в процеса на производство на Al2O3-WC-CMC. , И накрая произведено&"супер твърдо &"; Al2O3-WC-CMC със якост на огъване по-голяма от 2 гигапаскала. Както казаха водещите изследователи д -р Ниши и д -р Мацунага:" Това е най -високото ниво в историята в тази област."
Когато изследователите използваха сканираща трансмисионна електронна микроскопия с атомно разрешаване, за да изследват структурата на нейния свръхтвърд ZrO2 Al2O3-WC-cmc, те откриха, че атомите Zr се намират в тънкия слой между Al2O3 и WC листа. Д -р Ниши и д -р Мацунага посочиха, че „интерфейсът между Al2O3 и WC като цяло е слабо място в структурата на композитните материали“. По -късно изследователите използват техника в областта на математическата физика, наречена функционална теория на плътността, за да симулират циркониевия атом. В резултат на това е установено, че тези циркониеви атоми в интерфейсния слой повишават стабилността на CMC.
Коментирайки потенциалните си приложения, д -р Мацунага каза: „Материалът, който разработихме, може да се използва като свръхтвърд материал за металообработващо оборудване, като реже твърди метални части, използвани в самолети и автомобили.“ Всъщност те забелязаха NGK Spark Plug Co., Ltd. От инженерите започнаха да използват тези материали в търговски режещи инструменти.
