Seramik matrisli kompozitler (CMC'ler), birden fazla malzemenin avantajlarını birleştirebilen yeni bir malzeme türüdür. Genellikle jet motorlarında, gaz türbinlerinde ve nikel süper alaşımlı aletlerde kullanılırlar, bu nedenle bilim adamları tarafından uzun süredir tercih edilmektedirler. Bunlar arasında alüminyum oksit (Al2O3) ve tungsten karbür (WC) çok ilginç bir çift kombinasyondur. İlki sert ve kimyasal olarak inerttir ve ikincisi süper sert malzemeler olarak kullanılabilir. Ne yazık ki, henüz hiç kimsede tatmin edici bir performansa sahip Al2O3-WCCMC hazırlanamamaktadır.
Son zamanlarda, Nagoya Üniversitesi'nden bilim adamları tarafından yönetilen ve NGK Spark Plug Co., Ltd. ile işbirliği içinde Japonya'dan bir bilim insanı ekibi bir çalışma yürüttü. Al2O3-WC-CMC üretim sürecinde az miktarda zirkonyum dioksit (ZrO2) eklediler. , Ve nihayet"süper sert" Al2O3-WC-CMC, 2 gigapaskaldan daha büyük bir bükülme mukavemetine sahip. Baş araştırmacılar Dr. Nishi ve Dr. Matsunaga'nın dediği gibi:&"Bu, bu alanda tarihteki en yüksek seviyedir.&alıntı;
Araştırmacılar, süper sert ZrO2 ile geliştirilmiş Al2O3-WC-cmc'nin yapısını incelemek için atomik çözümlü taramalı transmisyon elektron mikroskobu kullandıklarında, Zr atomlarının Al2O3 ve WC tabakası arasındaki ince tabakada yer aldığını buldular. Dr. Nishi ve Dr. Matsunaga, “Al2O3 ve WC arasındaki ara yüzeyin genellikle kompozit malzemelerin yapısında zayıf bir nokta olduğuna” dikkat çekti. Daha sonra araştırmacılar, zirkonyum atomunu simüle etmek için matematiksel fizik alanında yoğunluk fonksiyonel teorisi adı verilen bir teknik kullandılar. Etki, arayüz tabakasındaki bu zirkonyum atomlarının CMC'nin stabilitesini arttırdığı bulunmuştur.
Potansiyel uygulamaları hakkında yorum yapan Dr. Matsunaga, “Geliştirdiğimiz malzeme, metal işleme ekipmanlarında, uçaklarda ve otomobillerde kullanılan sert metal parçaların kesilmesinde süper sert bir malzeme olarak kullanılabilir” dedi. Hatta NGK Spark Plug Co., Ltd. mühendislerinin bu malzemeleri ticari kesici takımlarda kullanmaya başladıklarını fark ettiler.
