Compósitos de matriz cerâmica (CMCs) são um novo tipo de material que pode integrar as vantagens de vários materiais. Eles são freqüentemente usados em motores a jato, turbinas a gás e ferramentas de superligas de níquel, por isso há muito tempo são os favoritos dos cientistas. Entre eles, o óxido de alumínio (Al2O3) e o carboneto de tungstênio (WC) são um par de combinações muito interessantes. O primeiro é duro e quimicamente inerte, e o último pode ser usado como materiais superduros. Infelizmente, ninguém ainda pode preparar o Al2O3-WCCMC com desempenho satisfatório.
Recentemente, uma equipe de cientistas do Japão liderada por cientistas da Universidade de Nagoya e em cooperação com a NGK Spark Plug Co., Ltd. conduziu um estudo. Eles adicionaram uma pequena quantidade de dióxido de zircônio (ZrO2) no processo de fabricação de Al2O3-WC-CMC. , E finalmente produziu" super hard" Al2O3-WC-CMC com resistência à flexão superior a 2 gigapascais. Como disseram os pesquisadores principais, Dr. Nishi e Dr. Matsunaga:" Este é o nível mais alto da história neste campo."
Quando os pesquisadores usaram microscopia eletrônica de transmissão de varredura com resolução atômica para estudar a estrutura de seu Al2O3-WC-cmc superhard ZrO2-aprimorado, eles descobriram que os átomos de Zr estão localizados na camada fina entre o Al2O3 e a folha WC. Dr. Nishi e Dr. Matsunaga apontaram que "a interface entre Al2O3 e WC é geralmente um ponto fraco na estrutura de materiais compostos." Mais tarde, os pesquisadores usaram uma técnica no campo da física matemática chamada teoria do funcional da densidade para simular o átomo de zircônio. Efeito, verifica-se que esses átomos de zircônio na camada de interface aumentam a estabilidade do CMC.
Comentando sobre suas aplicações potenciais, Dr. Matsunaga disse: “O material que desenvolvemos pode ser usado como um material superduro para equipamentos de processamento de metal, cortando peças de metal duro usadas em aviões e automóveis”. Na verdade, eles notaram que os engenheiros da NGK Spark Plug Co., Ltd. começaram a usar esses materiais em ferramentas de corte comerciais.
