Els compostos de matriu ceràmica (CMC) són un nou tipus de material que pot integrar els avantatges de múltiples materials. Sovint s’utilitzen en motors de reacció, turbines de gas i eines de superaliatge de níquel, de manera que els científics els han afavorit durant molt de temps. Entre ells, l’òxid d’alumini (Al2O3) i el carbur de tungstè (WC) són un parell de combinacions molt interessants. El primer és dur i químicament inert i el segon es pot utilitzar com a materials superdurs. Malauradament, encara no es pot preparar Al2O3-WCCMC amb un rendiment satisfactori.
Recentment, un equip de científics del Japó dirigit per científics de la Universitat de Nagoya i en col·laboració amb NGK Spark Plug Co., Ltd. va realitzar un estudi. Van afegir una petita quantitat de diòxid de zirconi (ZrO2) en el procés de fabricació d'Al2O3-WC-CMC. , I finalment va produir" súper dur" Al2O3-WC-CMC amb una força de flexió superior a 2 gigapascals. Com van dir els investigadors principals Dr Nishi i Matsunaga:": Aquest és el nivell més alt de la història en aquest camp."
Quan els investigadors van utilitzar la microscòpia electrònica de transmissió d’escombratge resolut atòmicament per estudiar l’estructura del seu superdurit Al2O3-WC-cmc millorat per ZrO2, van trobar que els àtoms de Zr es troben a la capa fina entre l’Al2O3 i el full WC. Els doctors Nishi i Matsunaga van assenyalar que "la interfície entre Al2O3 i WC és generalment un punt feble en l'estructura dels materials compostos". Més tard, els investigadors van utilitzar una tècnica en el camp de la física matemàtica anomenada teoria funcional de la densitat per simular l'àtom de zirconi. Efectivament, es constata que aquests àtoms de zirconi de la capa d’interfície milloren l’estabilitat del CMC.
En comentar les seves possibles aplicacions, el Dr. Matsunaga va dir: "El material que hem desenvolupat es pot utilitzar com a material súper dur per a equips de processament de metalls, tallant peces de metall dur usades en avions i automòbils". De fet, es van adonar que NGK Spark Plug Co., Ltd. Els enginyers han començat a utilitzar aquests materials en eines de tall comercials.
