
Un substrato de folla composta refírese a un material base, normalmente en forma de folla, que está composto por dúas ou máis fases físicas ou químicas distintas combinadas para crear un novo material con propiedades superiores en comparación cos seus compoñentes individuais. En contextos industriais avanzados, isto implica a miúdo combinar unha matriz resistente e dúctil (como un metal ou un polímero) cunha fase dura e de reforzo (como partículas ou fibras cerámicas) para lograr un equilibrio de resistencia, tenacidade e outras propiedades funcionais específicas.
Estes substratos están deseñados para servir como unha plataforma fundamental para o procesamento posterior ou como un compoñente estrutural básico en aplicacións esixentes.
Propiedades a medida: a principal vantaxe é a capacidade de deseñar un material cun conxunto específico de propiedades que non se atopan nun só material. Isto inclúe a optimización para:
Alta relación resistencia-peso: especialmente en compostos de polímero ou matriz metálica reforzados con fibras de carbono ou cerámica.
Resistencia ao desgaste mellorada: conséguese incorporando partículas duras como carburo de tungsteno ou cerámica nunha matriz metálica.
Mellora da condutividade térmica ou eléctrica: ao incorporar fibras ou partículas condutoras.
Expansión térmica controlada: crítica en electrónica para coincidir coa expansión dos semicondutores.
Multifuncionalidade: pódese deseñar unha única folla composta para realizar múltiples funcións, como proporcionar soporte estrutural, resistencia ao desgaste e xestión térmica simultáneamente.
Anisotropía: as propiedades poden ser deseñadas para ser direccionais (anisótropas), como ser fortes nunha dirección debido ás fibras aliñadas, o que é ideal para aplicacións de carga específicas.
O "substrato de follas compostas" é unha categoría ampla. Os tipos clave inclúen:
Composites de matriz metálica (MMC): unha base metálica (por exemplo, aluminio, cobre) reforzada con partículas cerámicas (por exemplo, carburo de silicio, carburo de boro) ou fibras.
Compostos de matriz cerámica (CMC): unha matriz cerámica (por exemplo, carburo de silicio) reforzada con fibras cerámicas, que proporciona unha resistencia excepcional a altas temperaturas e unha tenacidade á fractura en comparación coas cerámicas monolíticas.
Composites de matriz polimérica (PMC): unha resina polimérica (por exemplo, epoxi) reforzada con fibras continuas (por exemplo, carbono, vidro, aramida). Estas son as clásicas follas "composites" utilizadas en artigos aeroespaciais e deportivos.
Compostos laminados: únense varias capas de materiais diferentes (por exemplo, metais, polímeros) para crear unha folla coas propiedades derivadas de cada capa.
Os substratos de follas compostas son fundamentais nas industrias de alta tecnoloxía:
Embalaxe electrónica: utilízase como substrato para chips e circuítos de semicondutores. Os exemplos inclúen:
Cobre adherido directo (DBC): unha folla de cerámica (como Al₂O₃ ou AlN) con cobre unido a ambos os dous lados, que se usa para módulos de potencia.
PCB de núcleo metálico: unha base metálica (como o aluminio) cunha capa dieléctrica e unha capa de circuíto, utilizada para a iluminación LED.
Aeroespacial e defensa: como paneis estruturais para revestimentos de avións, compoñentes de satélites e sistemas de blindaxe, onde o lixeiro e a alta resistencia son críticos.
Forros resistentes ao desgaste: as follas MMC que conteñen carburo de tungsteno ou outras fases duras úsanse para forrar equipos na minería, a agricultura e a manipulación de materiais.
Xestión térmica: como disipadores de calor ou espalladores en electrónica de alta potencia, aproveitando compostos con alta condutividade térmica (por exemplo, Al-SiC).
A seguinte táboa resume as principais características para obter unha visión xeral rápida:
| Característica | Descrición | Vantaxe |
| Concepto básico | Unha folla base feita combinando dous ou máis materiais diferentes. | Permite a creación de materiais con combinacións de propiedades imposibles para un só material. |
| Principio clave | Sinerxía. A matriz e o reforzo traballan xuntos para crear propiedades superiores. | Consegue un equilibrio óptimo, por exemplo, a dureza da matriz e a dureza do reforzo. |
| Reforzos comúns | Partículas (Carburo, Cerámica), Fibras (Carbono, Vidro). | Ofrece propiedades específicas como resistencia ao desgaste ou alta resistencia. |
| Matrices comúns | Metais (Al, Cu), Polímeros (Epoxi), Cerámicas (SiC). | Proporciona a fase continua, ofrecendo tenacidade e unindo o reforzo. |
| Condutor principal | Rendemento e funcionalidade. | Permite deseños lixeiros, eficientes e duradeiros en enxeñería avanzada. |
| Industrias clave | Electrónica, Aeroespacial, Automoción, Defensa, Fabricación de gama alta. | O material habilitante para o avance tecnolóxico nestes sectores. |
En resumo, a Substrato de folla composta é un material de base altamente deseñado. Non é unha simple materia prima, senón unha plataforma sofisticada deseñada desde o nivel atómico para proporcionar propiedades mecánicas, térmicas e eléctricas específicas, polo que é indispensable para aplicacións modernas de alto rendemento.