
Կոմպոզիտային թիթեղային ենթաշերտը վերաբերում է բազային նյութին, որը սովորաբար կազմված է երկու կամ ավելի տարբեր ֆիզիկական կամ քիմիական փուլերից, որոնք համակցված են՝ ստեղծելով նոր նյութ՝ իր առանձին բաղադրիչների համեմատ գերազանց հատկություններով: Արդյունաբերական առաջադեմ համատեքստում դա հաճախ ներառում է կոշտ, ճկուն մատրիցը (ինչպես մետաղի կամ պոլիմերի) համատեղելը կոշտ, ամրապնդող փուլի հետ (ինչպես կերամիկական մասնիկներ կամ մանրաթելեր)՝ հասնելու ուժի, ամրության և այլ հատուկ ֆունկցիոնալ հատկությունների:
Այս ենթաշերտերը նախագծված են, որպեսզի ծառայեն որպես հիմնական հարթակ հետագա մշակման համար կամ որպես հիմնական կառուցվածքային բաղադրիչ՝ պահանջկոտ կիրառություններում:
Հարմարեցված հատկություններ. Առաջնային առավելությունն այն նյութի նախագծման ունակությունն է, որն ունի հատուկ հատկությունների հավաքածու, որը չի հայտնաբերվել մեկ նյութում: Սա ներառում է օպտիմալացում հետևյալի համար.
Բարձր ամրություն-քաշ հարաբերակցություն. Հատկապես ածխածնային կամ կերամիկական մանրաթելերով ամրացված պոլիմերային կամ մետաղական մատրիցային կոմպոզիտներում:
Ընդլայնված մաշվածության դիմադրություն. ձեռք է բերվում կոշտ մասնիկներ, ինչպիսիք են վոլֆրամի կարբիդը կամ կերամիկա, մետաղական մատրիցայի մեջ ներդնելով:
Բարելավված ջերմային կամ էլեկտրական հաղորդունակություն. հաղորդիչ մանրաթելեր կամ մասնիկներ ներառելով:
Վերահսկվող ջերմային ընդլայնում. էլեկտրոնիկայի մեջ կարևոր նշանակություն ունի կիսահաղորդիչների ընդլայնմանը համապատասխանելու համար:
Բազմաֆունկցիոնալություն. Մեկ կոմպոզիտային թերթիկը կարող է նախագծվել բազմաթիվ դերեր կատարելու համար, ինչպիսիք են կառուցվածքային աջակցությունը, մաշվածության դիմադրությունը և ջերմային կառավարումը միաժամանակ:
Անիզոտրոպիա. Հատկությունները կարող են նախագծվել այնպես, որ դրանք լինեն ուղղորդված (անիզոտրոպ), օրինակ՝ մի ուղղությամբ ամուր լինելը հավասարեցված մանրաթելերի շնորհիվ, ինչը իդեալական է հատուկ բեռ կրող կիրառությունների համար:
«Կոմպոզիտային թիթեղների հիմքը» լայն կատեգորիա է: Հիմնական տեսակները ներառում են.
Մետաղական մատրիցային կոմպոզիտներ (MMC). Մետաղական հիմք (օրինակ՝ ալյումին, պղինձ) ամրացված կերամիկական մասնիկներով (օրինակ՝ սիլիցիումի կարբիդ, բորի կարբիդ) կամ մանրաթելերով։
Կերամիկական մատրիցային կոմպոզիտներ (CMC). Կերամիկական մատրիցա (օրինակ՝ սիլիցիումի կարբիդ), որը ամրացված է կերամիկական մանրաթելերով՝ ապահովելով բացառիկ բարձր ջերմաստիճանի ուժ և ճեղքման դիմացկունություն՝ համեմատած մոնոլիտ կերամիկայի հետ:
Պոլիմերային մատրիցային կոմպոզիտներ (PMC)՝ պոլիմերային խեժ (օրինակ՝ էպոքսիդային), որը ամրացված է շարունակական մանրաթելերով (օրինակ՝ ածխածին, ապակի, արամիդ): Սրանք դասական «կոմպոզիտային» թերթեր են, որոնք օգտագործվում են օդատիեզերական և սպորտային ապրանքների մեջ:
Լամինացված կոմպոզիտներ. Տարբեր նյութերի մի քանի շերտեր (օրինակ՝ մետաղներ, պոլիմերներ) միացված են իրար՝ յուրաքանչյուր շերտից բխող հատկություններով թիթեղ ստեղծելու համար:
Կոմպոզիտային թիթեղների ենթաշերտերը հիմնարար են բարձր տեխնոլոգիական արդյունաբերության մեջ.
Էլեկտրոնիկայի փաթեթավորում. օգտագործվում է որպես կիսահաղորդչային չիպերի և սխեմաների հիմքեր: Օրինակները ներառում են.
Ուղղակի կապակցված պղինձ (DBC)՝ կերամիկական թիթեղ (ինչպես Al2O3 կամ AlN), երկու կողմերին միացված պղնձով, որն օգտագործվում է էներգիայի մոդուլների համար:
Metal Core PCBs. Մետաղական հիմք (ինչպես ալյումինի) դիէլեկտրական շերտով և շղթայի շերտով, որն օգտագործվում է LED լուսավորության համար:
Օդատիեզերք և պաշտպանություն. Որպես կառուցվածքային վահանակներ օդանավերի կաշվի, արբանյակային բաղադրիչների և զրահապատ համակարգերի համար, որտեղ թեթևությունն ու բարձր ուժը կարևոր են:
Մաշման դիմացկուն միջնապատեր. MMC թիթեղները, որոնք պարունակում են վոլֆրամի կարբիդ կամ այլ կոշտ փուլեր, օգտագործվում են հանքարդյունաբերության, գյուղատնտեսության և նյութերի մշակման սարքավորումները շարելու համար:
Ջերմային կառավարում. Որպես ջերմային լվացիչներ կամ տարածիչներ բարձր հզորության էլեկտրոնիկայի մեջ, օգտագործելով բարձր ջերմային հաղորդունակությամբ կոմպոզիտներ (օրինակ՝ Al-SiC):
Հետևյալ աղյուսակը ամփոփում է հիմնական հատկանիշները արագ ակնարկի համար.
| Առանձնահատկություն | Նկարագրություն | Առավելություն |
| Հիմնական հայեցակարգ | Հիմքի թերթիկ, որը պատրաստված է երկու կամ ավելի տարբեր նյութերի համադրմամբ: | Հնարավորություն է տալիս ստեղծել նյութեր, որոնց հատկությունների համակցությունը անհնար է մեկ նյութի համար: |
| Հիմնական սկզբունք | Սիներգիա. Մատրիցը և ամրացումը միասին աշխատում են՝ ստեղծելու գերազանց հատկություններ: | Ձեռք է բերում օպտիմալ հավասարակշռություն, օրինակ՝ ամրություն մատրիցից և կարծրություն՝ ամրացումից: |
| Ընդհանուր ամրացումներ | Մասնիկներ (կարբիդ, կերամիկա), մանրաթելեր (ածխածին, ապակի): | Հաղորդում է հատուկ հատկություններ, ինչպիսիք են մաշվածության դիմադրությունը կամ բարձր ամրությունը: |
| Ընդհանուր մատրիցներ | Մետաղներ (Al, Cu), Պոլիմերներ (Epoxy), Կերամիկա (SiC): | Ապահովում է շարունակական փուլ՝ առաջարկելով ամրություն և ամրացնելով ամրացումը: |
| Հիմնական վարորդ | Կատարողականություն և ֆունկցիոնալություն: | Թույլ է տալիս թեթև, արդյունավետ և երկարակյաց ձևավորումներ առաջադեմ ճարտարագիտության մեջ: |
| Հիմնական արդյունաբերություններ | Էլեկտրոնիկա, Ավիատիեզերք, Ավտոմեքենաներ, Պաշտպանություն, Բարձրակարգ Արտադրություն: | Այս ոլորտներում տեխնոլոգիական առաջընթացի համար նպաստավոր նյութ: |
Ամփոփելով, Ա Կոմպոզիտային թիթեղային ենթաշերտ բարձր ինժեներական հիմքի նյութ է: Դա պարզ հումք չէ, այլ բարդ հարթակ, որը նախատեսված է ատոմային մակարդակից մինչև հատուկ մեխանիկական, ջերմային և էլեկտրական հատկություններ ապահովելու համար, ինչը անփոխարինելի է դարձնում ժամանակակից բարձր արդյունավետության կիրառման համար: