Keramični matrični kompoziti (CMC) so nova vrsta materiala, ki lahko združi prednosti več materialov. Pogosto se uporabljajo v reaktivnih motorjih, plinskih turbinah in orodjih iz zlitine niklja, zato so jih znanstveniki že dolgo favorizirali. Med njimi sta aluminijev oksid (Al2O3) in volframov karbid (WC) par zelo zanimivih kombinacij. Prvi je trd in kemično inerten, drugega pa lahko uporabimo kot nadtrdne materiale. Na žalost še nihče ni pripravil Al2O3-WCCMC z zadovoljivimi zmogljivostmi.
Nedavno je skupina znanstvenikov iz Japonske pod vodstvom znanstvenikov z univerze Nagoya in v sodelovanju z NGK Spark Plug Co., Ltd. izvedla študijo. Dodali so majhno količino cirkonijevega dioksida (ZrO2) v procesu proizvodnje Al2O3-WC-CMC. , In končno proizvedli" super trdi" Al2O3-WC-CMC z upogibno trdnostjo večjo od 2 gigapaskalov. Kot sta povedala vodilna raziskovalca dr. Nishi in dr. Matsunaga:" To je najvišja raven v zgodovini na tem področju."
Ko so raziskovalci uporabili skenirno transmisijsko elektronsko mikroskopijo z atomsko ločljivostjo za proučevanje strukture njegove supertrdne Al2O3-WC-cmc, okrepljene z ZrO2, so ugotovili, da se atomi Zr nahajajo v tanki plasti med Al2O3 in straniščem. Dr. Nishi in dr. Matsunaga sta poudarila, da je "vmesnik med Al2O3 in WC na splošno šibka točka v strukturi kompozitnih materialov." Kasneje so raziskovalci uporabili tehniko na področju matematične fizike, imenovano teorija funkcionalnosti gostote, za simulacijo atoma cirkonija. Učinek je bilo ugotovljeno, da ti atomi cirkonija v vmesni plasti povečajo stabilnost CMC.
Komentira svoje potencialne aplikacije, je dr. Matsunaga dejal: "Material, ki smo ga razvili, lahko uporabimo kot nadtrdni material za opremo za obdelavo kovin, za rezanje trdih kovinskih delov, ki se uporabljajo v letalih in avtomobilih." Pravzaprav so opazili NGK Spark Plug Co., Ltd. Inženirji so začeli uporabljati te materiale v komercialnih rezalnih orodjih.
