
Substrat Lembaran Komposit mengacu pada bahan dasar, biasanya dalam bentuk lembaran, yang terdiri dari dua atau lebih fase fisik atau kimia berbeda yang digabungkan untuk menghasilkan bahan baru dengan sifat yang lebih unggul dibandingkan dengan masing-masing komponennya. Dalam konteks industri maju, hal ini sering kali melibatkan penggabungan matriks yang kuat dan ulet (seperti logam atau polimer) dengan fase penguat yang keras (seperti partikel atau serat keramik) untuk mencapai keseimbangan kekuatan, ketangguhan, dan sifat fungsional spesifik lainnya.
Substrat ini dirancang untuk berfungsi sebagai platform dasar untuk pemrosesan lebih lanjut atau sebagai komponen struktural inti dalam aplikasi yang menuntut.
Properti yang Disesuaikan: Keuntungan utama adalah kemampuan untuk mendesain material dengan serangkaian properti tertentu yang tidak ditemukan dalam satu material. Ini termasuk mengoptimalkan untuk:
Rasio Kekuatan terhadap Berat yang Tinggi: Terutama pada komposit polimer atau matriks logam yang diperkuat dengan serat karbon atau keramik.
Peningkatan Ketahanan Aus: Dicapai dengan menanamkan partikel keras seperti tungsten karbida atau keramik ke dalam matriks logam.
Peningkatan Konduktivitas Termal atau Listrik: Dengan menggabungkan serat atau partikel konduktif.
Ekspansi Termal Terkendali: Penting dalam elektronik untuk mengimbangi ekspansi semikonduktor.
Multi-Fungsionalitas: Lembaran komposit tunggal dapat dirancang untuk melakukan berbagai peran, seperti memberikan dukungan struktural, ketahanan aus, dan manajemen termal secara bersamaan.
Anisotropi: Properti dapat direkayasa menjadi terarah (anisotropik), seperti menjadi kuat dalam satu arah karena serat yang selaras, yang ideal untuk aplikasi penahan beban tertentu.
"Substrat lembaran komposit" adalah kategori yang luas. Jenis kuncinya meliputi:
Komposit Matriks Logam (MMC): Bahan dasar logam (misalnya aluminium, tembaga) yang diperkuat dengan partikel keramik (misalnya silikon karbida, boron karbida) atau serat.
Komposit Matriks Keramik (CMC): Matriks keramik (misalnya silikon karbida) yang diperkuat dengan serat keramik, memberikan kekuatan suhu tinggi dan ketangguhan patah yang luar biasa dibandingkan dengan keramik monolitik.
Komposit Matriks Polimer (PMC): Resin polimer (misalnya epoksi) yang diperkuat dengan serat kontinu (misalnya karbon, kaca, aramid). Ini adalah lembaran "komposit" klasik yang digunakan dalam peralatan luar angkasa dan olahraga.
Komposit Laminasi: Beberapa lapisan bahan berbeda (misalnya logam, polimer) diikat bersama untuk membuat lembaran dengan sifat yang berasal dari setiap lapisan.
Substrat lembaran komposit merupakan dasar dalam industri teknologi tinggi:
Kemasan Elektronik: Digunakan sebagai substrat untuk chip dan sirkuit semikonduktor. Contohnya meliputi:
Tembaga Berikat Langsung (DBC): Lembaran keramik (seperti Al₂O₃ atau AlN) dengan tembaga terikat di kedua sisinya, digunakan untuk modul daya.
PCB Inti Logam: Basis logam (seperti aluminium) dengan lapisan dielektrik dan lapisan sirkuit, digunakan untuk penerangan LED.
Dirgantara & Pertahanan: Sebagai panel struktural untuk kulit pesawat, komponen satelit, dan sistem pelindung, yang mengutamakan bobot ringan dan kekuatan tinggi.
Liner Tahan Aus: Lembaran MMC yang mengandung tungsten karbida atau fase keras lainnya digunakan untuk melapisi peralatan di pertambangan, pertanian, dan penanganan material.
Manajemen Termal: Sebagai penyerap atau penyebar panas pada elektronik berdaya tinggi, memanfaatkan komposit dengan konduktivitas termal tinggi (misalnya Al-SiC).
Tabel berikut merangkum fitur-fitur utama untuk gambaran singkat:
| Fitur | Deskripsi | Keuntungan |
| Konsep Inti | Lembaran dasar yang dibuat dengan menggabungkan dua atau lebih bahan berbeda. | Memungkinkan pembuatan material dengan kombinasi properti yang tidak mungkin dilakukan untuk satu material. |
| Prinsip Utama | Sinergi. Matriks dan penguatan bekerja sama untuk menciptakan sifat unggul. | Mencapai keseimbangan optimal, misalnya ketangguhan dari matriks dan kekerasan dari tulangan. |
| Bala Bantuan Umum | Partikel (Karbida, Keramik), Serat (Karbon, Kaca). | Memberikan sifat spesifik seperti ketahanan aus atau kekuatan tinggi. |
| Matriks Umum | Logam (Al, Cu), Polimer (Epoxy), Keramik (SiC). | Memberikan fase berkelanjutan, menawarkan ketangguhan, dan mengikat penguatan. |
| Pengemudi Utama | Kinerja dan Fungsionalitas. | Memungkinkan desain yang ringan, efisien, dan tahan lama dalam teknik tingkat lanjut. |
| Industri Utama | Elektronik, Dirgantara, Otomotif, Pertahanan, Manufaktur Kelas Atas. | Bahan pemungkin bagi kemajuan teknologi di sektor-sektor tersebut. |
Singkatnya, a Substrat Lembaran Komposit adalah bahan dasar yang direkayasa dengan baik. Ini bukan bahan baku sederhana namun platform canggih yang dirancang dari tingkat atom ke atas untuk memberikan sifat mekanik, termal, dan listrik tertentu, sehingga sangat diperlukan untuk aplikasi modern berkinerja tinggi.