一般應用做為耐熱合金加工用切削工具的陶瓷復合材料大多采用針狀碳化硅晶須與氧化鋁的復合體，但碳化硅須晶為高價物質，且針狀粒子有危害人體健康的疑慮，因此使用上有一定的風險。
近期，名古屋大學發表與日本特殊陶業公司共同開發了一項強度是過去2倍以上的陶瓷復合材料。這種陶瓷復合材料是以超硬質材料的碳化鎢取代碳化硅須晶，并透過添加微量的二氧化鋯(ZrO2)，大幅改善了強度。既有陶瓷復合材料的機械強度約為1 GPa，新材料則提高至2 GPa以上。
Al2O3和WC的材料界面
研究團隊利用掃描傳輸電子顯微鏡(STEM)、X射線能量散布分析儀(EDS)以及第一原理計算，對新陶瓷復合材料強度提升的機制進行了調查，發現在氧化鋁與碳化鎢的異種材料界面，于原子1層分的領域形成了鋯的偏析層，且確認在異種材料界面的偏析狀態與提高材料強度之間的關系。
目前已應用新開發的材料制作切削工具“BIDEMICS”，并已展開銷售，與既有切削工具相比，在耐熱合金的切削加工上具有2倍的高效能。此外，除了陶瓷復合材料之外，新技術亦可望應用于涂布材料、積層、薄膜等具有異質界面的材料系統的改良。
來源：材料世界網
作者：粉體圈
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