
Substrat Lembaran Komposit merujuk kepada bahan asas, biasanya dalam bentuk kepingan, yang terdiri daripada dua atau lebih fasa fizikal atau kimia yang berbeza digabungkan untuk menghasilkan bahan baharu dengan sifat unggul berbanding komponen individunya. Dalam konteks perindustrian lanjutan, ini selalunya melibatkan penggabungan matriks mulur yang tegar (seperti logam atau polimer) dengan fasa pengukuhan yang keras (seperti zarah atau gentian seramik) untuk mencapai keseimbangan kekuatan, keliatan dan sifat fungsi tertentu yang lain.
Substrat ini direka bentuk untuk berfungsi sebagai platform asas untuk pemprosesan selanjutnya atau sebagai komponen struktur teras dalam aplikasi yang menuntut.
Sifat Disesuaikan: Kelebihan utama ialah keupayaan untuk mereka bentuk bahan dengan set sifat khusus yang tidak terdapat dalam satu bahan. Ini termasuk mengoptimumkan untuk:
Nisbah Kekuatan-ke-Berat Tinggi: Terutamanya dalam komposit polimer atau matriks logam yang diperkukuh dengan gentian karbon atau seramik.
Rintangan Haus yang Dipertingkatkan: Dicapai dengan memasukkan zarah keras seperti tungsten karbida atau seramik ke dalam matriks logam.
Kekonduksian Terma atau Elektrik yang Diperbaiki: Dengan menggabungkan gentian atau zarah konduktif.
Pengembangan Terma Terkawal: Kritikal dalam elektronik untuk dipadankan dengan pengembangan semikonduktor.
Pelbagai Fungsi: Satu helaian komposit boleh direka bentuk untuk melaksanakan pelbagai peranan, seperti menyediakan sokongan struktur, rintangan haus dan pengurusan terma secara serentak.
Anisotropi: Sifat boleh direka bentuk untuk berarah (anisotropik), seperti kuat dalam satu arah disebabkan gentian sejajar, yang sesuai untuk aplikasi galas beban tertentu.
"Substrat helaian komposit" ialah kategori yang luas. Jenis utama termasuk:
Komposit Matriks Logam (MMC): Asas logam (cth., aluminium, kuprum) yang diperkukuh dengan zarah seramik (cth., silikon karbida, boron karbida) atau gentian.
Komposit Matriks Seramik (CMC): Matriks seramik (cth., silikon karbida) diperkukuh dengan gentian seramik, memberikan kekuatan suhu tinggi dan keliatan patah yang luar biasa berbanding seramik monolitik.
Komposit Matriks Polimer (PMC): Resin polimer (cth., epoksi) diperkukuh dengan gentian berterusan (cth., karbon, kaca, aramid). Ini adalah helaian "komposit" klasik yang digunakan dalam aeroangkasa dan barangan sukan.
Komposit Berlapis: Pelbagai lapisan bahan yang berbeza (cth., logam, polimer) diikat bersama untuk menghasilkan helaian dengan sifat yang diperoleh daripada setiap lapisan.
Substrat kepingan komposit adalah asas dalam industri berteknologi tinggi:
Pembungkusan Elektronik: Digunakan sebagai substrat untuk cip dan litar semikonduktor. Contohnya termasuk:
Kuprum Berikat Terus (DBC): Lembaran seramik (seperti Al₂O₃ atau AlN) dengan kuprum terikat pada kedua-dua belah, digunakan untuk modul kuasa.
PCB Teras Logam: Tapak logam (seperti aluminium) dengan lapisan dielektrik dan lapisan litar, digunakan untuk pencahayaan LED.
Aeroangkasa & Pertahanan: Sebagai panel struktur untuk kulit pesawat, komponen satelit dan sistem perisai, di mana kekuatan ringan dan tinggi adalah kritikal.
Pelapik Tahan Haus: Lembaran MMC yang mengandungi tungsten karbida atau fasa keras lain digunakan untuk melapik peralatan dalam perlombongan, pertanian dan pengendalian bahan.
Pengurusan Terma: Sebagai penyerap haba atau penyebar dalam elektronik berkuasa tinggi, memanfaatkan komposit dengan kekonduksian terma yang tinggi (cth., Al-SiC).
Jadual berikut meringkaskan ciri utama untuk gambaran keseluruhan pantas:
| Ciri | Penerangan | Kelebihan |
| Konsep Teras | Lembaran asas yang dibuat dengan menggabungkan dua atau lebih bahan yang berbeza. | Membolehkan penciptaan bahan dengan gabungan sifat mustahil untuk satu bahan. |
| Prinsip Utama | Sinergi. Matriks dan tetulang bekerjasama untuk mencipta sifat unggul. | Mencapai keseimbangan optimum, cth., keliatan daripada matriks dan kekerasan daripada tetulang. |
| Pengukuhan Bersama | Zarah (Karbida, Seramik), Gentian (Karbon, Kaca). | Memberikan sifat khusus seperti rintangan haus atau kekuatan tinggi. |
| Matriks Sepunya | Logam (Al, Cu), Polimer (Epoksi), Seramik (SiC). | Menyediakan fasa berterusan, menawarkan keliatan, dan mengikat tetulang. |
| Pemandu Utama | Prestasi dan Kefungsian. | Membolehkan reka bentuk yang ringan, cekap dan tahan lama dalam kejuruteraan lanjutan. |
| Industri Utama | Elektronik, Aeroangkasa, Automotif, Pertahanan, Pembuatan Tertinggi. | Bahan yang membolehkan kemajuan teknologi dalam sektor ini. |
Secara ringkasnya, a Substrat Lembaran Komposit adalah bahan asas yang sangat direka bentuk. Ia bukan bahan mentah yang ringkas tetapi platform canggih yang direka dari peringkat atom ke atas untuk menyediakan sifat mekanikal, haba dan elektrik tertentu, menjadikannya amat diperlukan untuk aplikasi berprestasi tinggi moden.