
კომპოზიტური ფურცლის სუბსტრატი ეხება საბაზისო მასალას, როგორც წესი, ფურცლის სახით, რომელიც შედგება ორი ან მეტი განსხვავებული ფიზიკური ან ქიმიური ფაზისგან, რომლებიც გაერთიანებულია ახალი მასალის შესაქმნელად, მის ცალკეულ კომპონენტებთან შედარებით. მოწინავე ინდუსტრიულ კონტექსტში, ეს ხშირად გულისხმობს მყარი, დრეკადი მატრიცის (როგორიცაა ლითონი ან პოლიმერი) გაერთიანებას მყარ, გამაძლიერებელ ფაზასთან (როგორიცაა კერამიკული ნაწილაკები ან ბოჭკოები) სიმტკიცის, გამძლეობის და სხვა სპეციფიკური ფუნქციური თვისებების ბალანსის მისაღწევად.
ეს სუბსტრატები შექმნილია იმისთვის, რომ ემსახურებოდეს როგორც ფუნდამენტური პლატფორმა შემდგომი დამუშავებისთვის ან როგორც ძირითადი სტრუქტურული კომპონენტი მომთხოვნი აპლიკაციებისთვის.
მორგებული თვისებები: უპირველესი უპირატესობა არის მასალის დიზაინის უნარი სპეციფიკური თვისებების კომპლექტით, რომლებიც არ გვხვდება ერთ მასალაში. ეს მოიცავს ოპტიმიზაციას:
მაღალი სიმტკიცე-წონის თანაფარდობა: განსაკუთრებით პოლიმერული ან ლითონის მატრიცის კომპოზიტებში, რომლებიც გამაგრებულია ნახშირბადის ან კერამიკული ბოჭკოებით.
გაძლიერებული აცვიათ წინააღმდეგობა: მიიღწევა მყარი ნაწილაკების, როგორიცაა ვოლფრამის კარბიდი ან კერამიკა ლითონის მატრიცაში ჩასმით.
გაუმჯობესებული თერმული ან ელექტრული გამტარობა: გამტარ ბოჭკოების ან ნაწილაკების ჩართვით.
კონტროლირებადი თერმული გაფართოება: კრიტიკულია ელექტრონიკაში ნახევარგამტარების გაფართოების შესატყვისად.
მრავალფუნქციონალობა: ერთი კომპოზიტური ფურცელი შეიძლება შეიქმნას მრავალი როლის შესასრულებლად, როგორიცაა სტრუქტურული მხარდაჭერა, აცვიათ წინააღმდეგობა და თერმული მართვა ერთდროულად.
ანისოტროპია: თვისებები შეიძლება შეიქმნას ისე, რომ იყოს მიმართული (ანიზოტროპული), მაგალითად, იყოს ძლიერი ერთი მიმართულებით გასწორებული ბოჭკოების გამო, რაც იდეალურია კონკრეტული დატვირთვის მზიდი აპლიკაციებისთვის.
"კომპოზიტური ფურცლის სუბსტრატი" ფართო კატეგორიაა. ძირითადი ტიპები მოიცავს:
ლითონის მატრიქსის კომპოზიტები (MMC): ლითონის ბაზა (მაგ., ალუმინი, სპილენძი) გამაგრებული კერამიკული ნაწილაკებით (მაგ., სილიციუმის კარბიდი, ბორის კარბიდი) ან ბოჭკოებით.
კერამიკული მატრიქსის კომპოზიტები (CMC): კერამიკული მატრიცა (მაგ., სილიციუმის კარბიდი) გამაგრებული კერამიკული ბოჭკოებით, რაც უზრუნველყოფს განსაკუთრებულ სიმტკიცეს მაღალი ტემპერატურისა და მოტეხილობის სიმტკიცეს მონოლითურ კერამიკასთან შედარებით.
პოლიმერული მატრიქსის კომპოზიტები (PMC): პოლიმერული ფისი (მაგ., ეპოქსიდური) გამაგრებული უწყვეტი ბოჭკოებით (მაგ. ნახშირბადი, მინა, არამიდი). ეს არის კლასიკური "კომპოზიტური" ფურცლები, რომლებიც გამოიყენება კოსმოსურ და სპორტულ საქონელში.
ლამინირებული კომპოზიტები: სხვადასხვა მასალის (მაგ., ლითონები, პოლიმერები) მრავალი ფენა ერთმანეთთან არის შეკრული, რათა შეიქმნას ფურცელი თითოეული ფენისგან მიღებული თვისებებით.
კომპოზიტური ფურცლის სუბსტრატები ფუნდამენტურია მაღალტექნოლოგიური ინდუსტრიებში:
ელექტრონიკის შეფუთვა: გამოიყენება როგორც სუბსტრატები ნახევარგამტარული ჩიპებისა და სქემებისთვის. მაგალითები მოიცავს:
პირდაპირი შეკრული სპილენძი (DBC): კერამიკული ფურცელი (როგორიცაა Al2O3 ან AlN) სპილენძით შეკრული ორივე მხარეს, გამოიყენება დენის მოდულებისთვის.
Metal Core PCBs: ლითონის ბაზა (როგორც ალუმინის) დიელექტრიკული ფენით და მიკროსქემის ფენით, რომელიც გამოიყენება LED განათებისთვის.
აერონავტიკა და თავდაცვა: როგორც სტრუქტურული პანელები თვითმფრინავის ტყავის, სატელიტური კომპონენტებისა და ჯავშანტექნიკის სისტემებისთვის, სადაც მსუბუქი წონა და მაღალი სიძლიერე მნიშვნელოვანია.
აცვიათ მდგრადი ლაინერები: MMC ფურცლები, რომლებიც შეიცავს ვოლფრამის კარბიდს ან სხვა მძიმე ფაზებს, გამოიყენება სამთო, სოფლის მეურნეობისა და მასალების დამუშავებაში აღჭურვილობის მოსაწყობად.
თერმული მენეჯმენტი: მაღალი სიმძლავრის ელექტრონიკაში თბოგამტარი ან გამავრცელებელი, მაღალი თბოგამტარობის მქონე კომპოზიტების გამოყენება (მაგ., Al-SiC).
შემდეგი ცხრილი აჯამებს ძირითად მახასიათებლებს სწრაფი მიმოხილვისთვის:
| ფუნქცია | აღწერა | უპირატესობა |
| ძირითადი კონცეფცია | საბაზისო ფურცელი დამზადებულია ორი ან მეტი სხვადასხვა მასალის კომბინაციით. | საშუალებას აძლევს შექმნას მასალები, რომელთა თვისებების კომბინაციები შეუძლებელია ერთი მასალისთვის. |
| ძირითადი პრინციპი | სინერგია. მატრიცა და გამაგრება ერთად მუშაობენ უმაღლესი თვისებების შესაქმნელად. | აღწევს ოპტიმალურ ბალანსს, მაგ., სიმტკიცეს მატრიციდან და სიხისტე გამაგრებისგან. |
| საერთო გამაგრება | ნაწილაკები (კარბიდი, კერამიკა), ბოჭკოები (ნახშირბადი, მინა). | ანიჭებს სპეციფიკურ თვისებებს, როგორიცაა აცვიათ წინააღმდეგობა ან მაღალი სიმტკიცე. |
| საერთო მატრიცები | ლითონები (Al, Cu), პოლიმერები (ეპოქსია), კერამიკა (SiC). | უზრუნველყოფს უწყვეტ ფაზას, სთავაზობს სიმტკიცეს და აკავშირებს გამაგრებას. |
| ძირითადი მძღოლი | შესრულება და ფუნქციონალობა. | იძლევა მსუბუქ, ეფექტურ და გამძლე დიზაინს მოწინავე ინჟინერიაში. |
| ძირითადი ინდუსტრიები | ელექტრონიკა, აერონავტიკა, ავტომობილები, თავდაცვა, მაღალი კლასის წარმოება. | ამ სექტორებში ტექნოლოგიური წინსვლის ხელშემწყობი მასალა. |
მოკლედ, ა კომპოზიტური ფურცლის სუბსტრატი არის მაღალტექნოლოგიური ფუნდამენტური მასალა. ეს არ არის მარტივი ნედლეული, არამედ დახვეწილი პლატფორმა, რომელიც შექმნილია ატომური დონიდან ზევით, რათა უზრუნველყოს სპეციფიკური მექანიკური, თერმული და ელექტრული თვისებები, რაც მას შეუცვლელს ხდის თანამედროვე მაღალი ხარისხის აპლიკაციებისთვის.