
Kompozitní listový substrát se týká základního materiálu, obvykle ve formě listu, který se skládá ze dvou nebo více odlišných fyzikálních nebo chemických fází spojených za účelem vytvoření nového materiálu s lepšími vlastnostmi ve srovnání s jeho jednotlivými složkami. V pokročilých průmyslových kontextech to často zahrnuje kombinaci houževnaté, tvárné matrice (jako je kov nebo polymer) s tvrdou, vyztužující fází (jako jsou keramické částice nebo vlákna), aby se dosáhlo rovnováhy pevnosti, houževnatosti a dalších specifických funkčních vlastností.
Tyto substráty jsou navrženy tak, aby sloužily jako základní platforma pro další zpracování nebo jako základní konstrukční součást v náročných aplikacích.
Vlastnosti šité na míru: Primární výhodou je možnost navrhnout materiál se specifickou sadou vlastností, které se nenacházejí v jediném materiálu. To zahrnuje optimalizaci pro:
Vysoký poměr pevnosti k hmotnosti: Zejména u kompozitů s polymerovou nebo kovovou matricí vyztužených uhlíkovými nebo keramickými vlákny.
Zvýšená odolnost proti opotřebení: Dosahuje se zabudováním tvrdých částic, jako je karbid wolframu nebo keramika, do kovové matrice.
Zlepšená tepelná nebo elektrická vodivost: Začleněním vodivých vláken nebo částic.
Řízená tepelná expanze: Rozhodující v elektronice, aby odpovídala expanzi polovodičů.
Multifunkčnost: Jedna kompozitní deska může být navržena tak, aby plnila více rolí, jako je poskytování strukturální podpory, odolnosti proti opotřebení a tepelného managementu současně.
Anizotropie: Vlastnosti mohou být navrženy tak, aby byly směrové (anizotropní), jako jsou silné v jednom směru díky zarovnaným vláknům, což je ideální pro specifické nosné aplikace.
"Kompozitní listový substrát" je široká kategorie. Mezi klíčové typy patří:
Metal Matrix Composites (MMC): Kovový základ (např. hliník, měď) vyztužený keramickými částicemi (např. karbid křemíku, karbid boru) nebo vlákny.
Ceramic Matrix Composites (CMC): Keramická matrice (např. karbid křemíku) vyztužená keramickými vlákny, poskytující výjimečnou pevnost při vysokých teplotách a lomovou houževnatost ve srovnání s monolitickou keramikou.
Polymerní matricové kompozity (PMC): Polymerní pryskyřice (např. epoxid) vyztužená spojitými vlákny (např. uhlík, sklo, aramid). Jedná se o klasické „kompozitní“ plechy používané v leteckém a sportovním zboží.
Laminované kompozity: Více vrstev různých materiálů (např. kovů, polymerů) je spojeno dohromady, aby vytvořily list s vlastnostmi odvozenými z každé vrstvy.
Kompozitní deskové substráty jsou základem v high-tech odvětvích:
Balení elektroniky: Používá se jako substrát pro polovodičové čipy a obvody. Příklady:
Direct Bonded Copper (DBC): Keramický plech (jako Al₂O₃ nebo AlN) s mědí pojenou na obou stranách, používaný pro výkonové moduly.
Desky plošných spojů s kovovým jádrem: Kovová základna (jako hliník) s dielektrickou vrstvou a obvodovou vrstvou, používaná pro osvětlení LED.
Letectví a obrana: Jako konstrukční panely pro pláště letadel, součásti satelitů a pancéřové systémy, kde je kritická nízká hmotnost a vysoká pevnost.
Vložky odolné proti opotřebení: Plechy MMC obsahující karbid wolframu nebo jiné tvrdé fáze se používají k obložení zařízení v hornictví, zemědělství a manipulaci s materiálem.
Thermal Management: Jako chladiče nebo rozptylovače ve vysoce výkonné elektronice, využívající kompozity s vysokou tepelnou vodivostí (např. Al-SiC).
Následující tabulka shrnuje klíčové funkce pro rychlý přehled:
| Funkce | Popis | Výhoda |
| Základní koncept | Základní list vyrobený kombinací dvou nebo více různých materiálů. | Umožňuje vytvářet materiály s nemožnými kombinacemi vlastností pro jeden materiál. |
| Klíčový princip | Synergie. Matrice a výztuž spolupracují na vytvoření vynikajících vlastností. | Dosahuje optimální rovnováhy, např. houževnatosti matrice a tvrdosti výztuže. |
| Společné posily | Částice (karbid, keramika), vlákna (uhlík, sklo). | Propůjčuje specifické vlastnosti, jako je odolnost proti opotřebení nebo vysoká pevnost. |
| Společné matice | Kovy (Al, Cu), Polymery (Epoxidy), Keramika (SiC). | Poskytuje kontinuální fázi, nabízí tuhost a vazbu výztuže. |
| Primární ovladač | Výkon a funkčnost. | Umožňuje lehké, efektivní a odolné konstrukce v pokročilém strojírenství. |
| Klíčová odvětví | Elektronika, letectví, automobilový průmysl, obrana, špičková výroba. | Umožňující materiál pro technologický pokrok v těchto odvětvích. |
Stručně řečeno, a Kompozitní listový substrát je vysoce technický základní materiál. Nejedná se o jednoduchou surovinu, ale o sofistikovanou platformu navrženou od atomové úrovně až po poskytování specifických mechanických, tepelných a elektrických vlastností, díky čemuž je nepostradatelná pro moderní vysoce výkonné aplikace.