
Композиттік парақ субстраты жеке құрамдас бөліктерімен салыстырғанда жоғары қасиеттері бар жаңа материалды жасау үшін біріктірілген екі немесе одан да көп физикалық немесе химиялық фазалардан тұратын, әдетте парақ түріндегі негізгі материалды білдіреді. Жетілдірілген өнеркәсіптік контексттерде бұл беріктік, қаттылық және басқа да арнайы функционалдық қасиеттер теңгеріміне қол жеткізу үшін қатты, иілгіш матрицаны (металл немесе полимер сияқты) қатты, күшейтетін фазамен (керамикалық бөлшектер немесе талшықтар сияқты) біріктіруді қамтиды.
Бұл субстраттар әрі қарай өңдеу үшін іргелі платформа немесе талап етілетін қолданбаларда негізгі құрылымдық компонент ретінде қызмет ету үшін жасалған.
Арналған қасиеттер: басты артықшылығы - бір материалда кездеспейтін белгілі бір қасиеттер жиынтығы бар материалды жобалау мүмкіндігі. Бұған мыналар үшін оңтайландыру кіреді:
Жоғары беріктік пен салмақ қатынасы: әсіресе көміртекті немесе керамикалық талшықтармен нығайтылған полимер немесе металл матрицалық композиттерде.
Жақсартылған тозуға төзімділік: металл матрицаға вольфрам карбиді немесе керамика сияқты қатты бөлшектерді салу арқылы қол жеткізіледі.
Жақсартылған жылу немесе электр өткізгіштігі: өткізгіш талшықтарды немесе бөлшектерді қосу арқылы.
Басқарылатын жылу кеңеюі: жартылай өткізгіштердің кеңеюіне сәйкес келетін электроникада өте маңызды.
Көп функционалдылық: Бір композициялық парақ бір уақытта құрылымдық қолдауды, тозуға төзімділікті және жылуды басқаруды қамтамасыз ету сияқты бірнеше рөлдерді орындау үшін жобалануы мүмкін.
Анизотропия: қасиеттерді бағытталған (анизотропты) етіп жасауға болады, мысалы, тураланған талшықтардың арқасында бір бағытта күшті, бұл арнайы жүк көтергіш қолданбалар үшін өте қолайлы.
«Композициялық парақ субстраты» кең категория болып табылады. Негізгі түрлеріне мыналар жатады:
Металл матрицалық композиттер (MMC): керамикалық бөлшектермен (мысалы, кремний карбиді, бор карбиді) немесе талшықтармен нығайтылған металл негіз (мысалы, алюминий, мыс).
Керамикалық матрицалық композиттер (CMC): Керамикалық талшықтармен нығайтылған керамикалық матрица (мысалы, кремний карбиді), монолитті керамикамен салыстырғанда ерекше жоғары температуралық беріктік пен сынуға төзімділікті қамтамасыз етеді.
Полимерлі матрицалық композиттер (PMC): үздіксіз талшықтармен (мысалы, көміртек, шыны, арамид) күшейтілген полимерлі шайыр (мысалы, эпоксид). Бұл аэроғарыштық және спорттық тауарларда қолданылатын классикалық «композиттік» парақтар.
Ламинатталған композиттер: әр қабаттан алынатын қасиеттері бар парақ жасау үшін әртүрлі материалдардың бірнеше қабаттары (мысалы, металдар, полимерлер) бір-біріне жабыстырылады.
Композиттік парақ субстраттары жоғары технологиялық салаларда негіз болып табылады:
Электронды қаптама: жартылай өткізгіш микросхемалар мен схемалар үшін субстраттар ретінде пайдаланылады. Мысалдар мыналарды қамтиды:
Тікелей байланыстырылған мыс (DBC): қуат модульдері үшін пайдаланылатын екі жағына мыс қосылған керамикалық парақ (мысалы, Al₂O₃ немесе AlN).
Металл негізгі ПХД: диэлектрлік қабаты мен контур қабаты бар металл негіз (алюминий сияқты), жарықдиодты жарықтандыру үшін қолданылады.
Аэроғарыш және қорғаныс: жеңіл және жоғары беріктігі маңызды болып табылатын ұшақ мұқабаларына, спутниктік компоненттерге және құрыш жүйелеріне арналған құрылымдық панельдер ретінде.
Тозуға төзімді төсеніштер: Вольфрам карбиді немесе басқа қатты фазалары бар MMC парақтары тау-кен, ауыл шаруашылығы және материалды өңдеудегі жабдықтарды төсеу үшін қолданылады.
Жылумен басқару: жоғары жылу өткізгіштігі бар композиттерді (мысалы, Al-SiC) қолдана отырып, жоғары қуатты электроникада жылу қабылдағыштар немесе таратқыштар ретінде.
Төмендегі кестеде жылдам шолу үшін негізгі мүмкіндіктер жинақталған:
| Ерекшелік | Сипаттама | Артықшылық |
| Негізгі тұжырымдама | Екі немесе одан да көп әртүрлі материалдарды біріктіру арқылы жасалған негізгі парақ. | Бір материал үшін мүмкін емес қасиеттер комбинациялары бар материалдарды жасауға мүмкіндік береді. |
| Негізгі принцип | Синергия. Матрица мен арматура жоғары қасиеттерді жасау үшін бірге жұмыс істейді. | Оңтайлы тепе-теңдікке қол жеткізеді, мысалы, матрицаның қаттылығы және арматураның қаттылығы. |
| Жалпы күшейтулер | Бөлшектер (карбид, керамика), талшықтар (көміртек, шыны). | Тозуға төзімділік немесе жоғары беріктік сияқты ерекше қасиеттерді береді. |
| Жалпы матрицалар | Металдар (Al, Cu), Полимерлер (Эпоксид), Керамика (SiC). | Үздіксіз фазаны қамтамасыз етеді, беріктікті ұсынады және арматураны байланыстырады. |
| Негізгі драйвер | Өнімділік және функционалдылық. | Жетілдірілген инженерияда жеңіл, тиімді және берік конструкцияларға мүмкіндік береді. |
| Негізгі салалар | Электроника, аэроғарыш, автомобиль, қорғаныс, жоғары деңгейлі өндіріс. | Бұл секторлардағы технологиялық прогресс үшін қолайлы материал. |
Қорытындылай келе, А Композиттік парақ субстраты жоғары инженерлік негіздегі материал болып табылады. Бұл қарапайым шикізат емес, нақты механикалық, жылулық және электрлік қасиеттерді қамтамасыз ету үшін атомдық деңгейден жасалған күрделі платформа, оны заманауи жоғары өнімді қолданбалар үшін таптырмас етеді.