
कंपोजिट शीट सब्सट्रेट एक आधार सामग्री को संदर्भित करता है, आमतौर पर शीट के रूप में, जो दो या दो से अधिक विशिष्ट भौतिक या रासायनिक चरणों से बना होता है, जो अपने व्यक्तिगत घटकों की तुलना में बेहतर गुणों के साथ एक नई सामग्री बनाने के लिए संयुक्त होता है। उन्नत औद्योगिक संदर्भों में, इसमें अक्सर ताकत, कठोरता और अन्य विशिष्ट कार्यात्मक गुणों का संतुलन प्राप्त करने के लिए एक कठोर, सुदृढ़ीकरण चरण (जैसे सिरेमिक कण या फाइबर) के साथ एक कठिन, तन्य मैट्रिक्स (जैसे धातु या बहुलक) का संयोजन शामिल होता है।
इन सबस्ट्रेट्स को आगे की प्रक्रिया के लिए एक मूलभूत मंच के रूप में या मांग वाले अनुप्रयोगों में एक मुख्य संरचनात्मक घटक के रूप में काम करने के लिए इंजीनियर किया गया है।
अनुरूप गुण: प्राथमिक लाभ किसी सामग्री को विशिष्ट गुणों के सेट के साथ डिज़ाइन करने की क्षमता है जो किसी एक सामग्री में नहीं पाए जाते हैं। इसमें इसके लिए अनुकूलन शामिल है:
उच्च शक्ति-से-वजन अनुपात: विशेष रूप से कार्बन या सिरेमिक फाइबर के साथ प्रबलित बहुलक या धातु मैट्रिक्स कंपोजिट में।
उन्नत घिसाव प्रतिरोध: टंगस्टन कार्बाइड या सिरेमिक जैसे कठोर कणों को धातु मैट्रिक्स में एम्बेड करके प्राप्त किया गया।
बेहतर थर्मल या विद्युत चालकता: प्रवाहकीय फाइबर या कणों को शामिल करके।
नियंत्रित थर्मल विस्तार: अर्धचालकों के विस्तार से मेल खाने के लिए इलेक्ट्रॉनिक्स में महत्वपूर्ण।
बहु-कार्यात्मकता: एक एकल समग्र शीट को कई भूमिकाएँ निभाने के लिए डिज़ाइन किया जा सकता है, जैसे संरचनात्मक समर्थन, पहनने के प्रतिरोध और थर्मल प्रबंधन एक साथ प्रदान करना।
अनिसोट्रॉपी: गुणों को दिशात्मक (एनिसोट्रोपिक) होने के लिए इंजीनियर किया जा सकता है, जैसे संरेखित फाइबर के कारण एक दिशा में मजबूत होना, जो विशिष्ट लोड-असर अनुप्रयोगों के लिए आदर्श है।
"कम्पोजिट शीट सब्सट्रेट" एक व्यापक श्रेणी है। प्रमुख प्रकारों में शामिल हैं:
मेटल मैट्रिक्स कंपोजिट (एमएमसी): एक धातु आधार (उदाहरण के लिए, एल्यूमीनियम, तांबा) सिरेमिक कणों (उदाहरण के लिए, सिलिकॉन कार्बाइड, बोरान कार्बाइड) या फाइबर के साथ प्रबलित होता है।
सिरेमिक मैट्रिक्स कंपोजिट (सीएमसी): एक सिरेमिक मैट्रिक्स (उदाहरण के लिए, सिलिकॉन कार्बाइड) सिरेमिक फाइबर के साथ प्रबलित होता है, जो मोनोलिथिक सिरेमिक की तुलना में असाधारण उच्च तापमान ताकत और फ्रैक्चर कठोरता प्रदान करता है।
पॉलिमर मैट्रिक्स कंपोजिट (पीएमसी): एक पॉलिमर राल (जैसे, एपॉक्सी) निरंतर फाइबर (जैसे, कार्बन, ग्लास, अरिमिड) के साथ प्रबलित होता है। ये एयरोस्पेस और खेल के सामान में उपयोग की जाने वाली क्लासिक "मिश्रित" शीट हैं।
लैमिनेटेड कंपोजिट: विभिन्न सामग्रियों (जैसे, धातु, पॉलिमर) की कई परतों को प्रत्येक परत से प्राप्त गुणों के साथ एक शीट बनाने के लिए एक साथ जोड़ा जाता है।
कंपोजिट शीट सबस्ट्रेट्स उच्च तकनीक उद्योगों में मूलभूत हैं:
इलेक्ट्रॉनिक्स पैकेजिंग: सेमीकंडक्टर चिप्स और सर्किट के लिए सब्सट्रेट के रूप में उपयोग किया जाता है। उदाहरणों में शामिल हैं:
डायरेक्ट बॉन्डेड कॉपर (DBC): एक सिरेमिक शीट (जैसे Al₂O₃ या AlN) जिसमें दोनों तरफ तांबा बंधा होता है, जिसका उपयोग पावर मॉड्यूल के लिए किया जाता है।
धातु कोर पीसीबी: ढांकता हुआ परत और सर्किट परत के साथ एक धातु आधार (एल्यूमीनियम की तरह), एलईडी प्रकाश व्यवस्था के लिए उपयोग किया जाता है।
एयरोस्पेस और रक्षा: विमान की खाल, उपग्रह घटकों और कवच प्रणालियों के लिए संरचनात्मक पैनल के रूप में, जहां हल्के वजन और उच्च शक्ति महत्वपूर्ण हैं।
पहनने के लिए प्रतिरोधी लाइनर: टंगस्टन कार्बाइड या अन्य कठोर चरणों वाली एमएमसी शीट का उपयोग खनन, कृषि और सामग्री प्रबंधन में लाइन उपकरण के लिए किया जाता है।
थर्मल प्रबंधन: उच्च-शक्ति इलेक्ट्रॉनिक्स में हीट सिंक या स्प्रेडर के रूप में, उच्च तापीय चालकता (जैसे, अल-सीआईसी) के साथ कंपोजिट का लाभ उठाना।
निम्न तालिका त्वरित अवलोकन के लिए मुख्य विशेषताओं का सारांश प्रस्तुत करती है:
| विशेषता | विवरण | फायदा |
| मूल संकल्पना | दो या दो से अधिक विभिन्न सामग्रियों को मिलाकर बनाई गई आधार शीट। | किसी एकल सामग्री के लिए असंभव गुण संयोजन वाली सामग्रियों के निर्माण को सक्षम बनाता है। |
| मुख्य सिद्धांत | तालमेल. बेहतर गुण बनाने के लिए मैट्रिक्स और सुदृढीकरण एक साथ काम करते हैं। | एक इष्टतम संतुलन प्राप्त करता है, उदाहरण के लिए, मैट्रिक्स से कठोरता और सुदृढीकरण से कठोरता। |
| सामान्य सुदृढीकरण | कण (कार्बाइड, सिरेमिक), फाइबर (कार्बन, ग्लास)। | पहनने के प्रतिरोध या उच्च शक्ति जैसे विशिष्ट गुण प्रदान करता है। |
| सामान्य मैट्रिक्स | धातु (अल, Cu), पॉलिमर (एपॉक्सी), सिरेमिक (SiC)। | निरंतर चरण प्रदान करता है, कठोरता प्रदान करता है, और सुदृढीकरण को बांधता है। |
| प्राथमिक चालक | प्रदर्शन और कार्यक्षमता. | उन्नत इंजीनियरिंग में हल्के, कुशल और टिकाऊ डिज़ाइन की अनुमति देता है। |
| प्रमुख उद्योग | इलेक्ट्रॉनिक्स, एयरोस्पेस, ऑटोमोटिव, रक्षा, उच्च-स्तरीय विनिर्माण। | इन क्षेत्रों में तकनीकी प्रगति के लिए सक्षम सामग्री। |
संक्षेप में, ए समग्र शीट सब्सट्रेट एक उच्च इंजीनियरी मूलभूत सामग्री है। यह एक साधारण कच्चा माल नहीं है, बल्कि विशिष्ट यांत्रिक, तापीय और विद्युत गुण प्रदान करने के लिए परमाणु स्तर से डिज़ाइन किया गया एक परिष्कृत मंच है, जो इसे आधुनिक उच्च-प्रदर्शन अनुप्रयोगों के लिए अपरिहार्य बनाता है।