
Et komposittplatesubstrat refererer til et basismateriale, typisk i arkform, som er sammensatt av to eller flere distinkte fysiske eller kjemiske faser kombinert for å skape et nytt materiale med overlegne egenskaper sammenlignet med dets individuelle komponenter. I avanserte industrielle sammenhenger innebærer dette ofte å kombinere en seig, duktil matrise (som et metall eller polymer) med en hard, forsterkende fase (som keramiske partikler eller fibre) for å oppnå en balanse mellom styrke, seighet og andre spesifikke funksjonelle egenskaper.
Disse substratene er konstruert for å tjene som en grunnleggende plattform for videre prosessering eller som en kjernestruktur i krevende bruksområder.
Skreddersydde egenskaper: Den primære fordelen er muligheten til å designe et materiale med et spesifikt sett med egenskaper som ikke finnes i et enkelt materiale. Dette inkluderer optimalisering for:
Høyt styrke-til-vekt-forhold: Spesielt i polymer- eller metallmatrisekompositter forsterket med karbon eller keramiske fibre.
Forbedret slitestyrke: Oppnås ved å legge inn harde partikler som wolframkarbid eller keramikk i en metallmatrise.
Forbedret termisk eller elektrisk ledningsevne: Ved å inkludere ledende fibre eller partikler.
Kontrollert termisk ekspansjon: Kritisk innen elektronikk for å matche utvidelsen av halvledere.
Multifunksjonalitet: Et enkelt komposittark kan utformes for å utføre flere roller, som å gi strukturell støtte, slitestyrke og termisk styring samtidig.
Anisotropi: Egenskaper kan konstrueres til å være retningsbestemte (anisotropiske), for eksempel å være sterke i én retning på grunn av justerte fibre, noe som er ideelt for spesifikke lastbærende applikasjoner.
"Komposittplatesubstratet" er en bred kategori. Nøkkeltyper inkluderer:
Metal Matrix Composites (MMC): En metallbase (f.eks. aluminium, kobber) forsterket med keramiske partikler (f.eks. silisiumkarbid, borkarbid) eller fibre.
Ceramic Matrix Composites (CMC): En keramisk matrise (f.eks. silisiumkarbid) forsterket med keramiske fibre, som gir eksepsjonell høytemperaturstyrke og bruddseighet sammenlignet med monolitisk keramikk.
Polymer Matrix Composites (PMC): En polymerharpiks (f.eks. epoksy) forsterket med kontinuerlige fibre (f.eks. karbon, glass, aramid). Dette er de klassiske "kompositt" arkene som brukes i romfart og sportsutstyr.
Laminerte kompositter: Flere lag av forskjellige materialer (f.eks. metaller, polymerer) er bundet sammen for å lage et ark med egenskaper avledet fra hvert lag.
Komposittplatesubstrater er grunnleggende i høyteknologiske industrier:
Elektronikkemballasje: Brukes som underlag for halvlederbrikker og kretser. Eksempler inkluderer:
Direct Bonded Copper (DBC): Et keramisk ark (som Al₂O₃ eller AlN) med kobber bundet til begge sider, brukt til kraftmoduler.
Metal Core PCB: En metallbase (som aluminium) med et dielektrisk lag og kretslag, brukt til LED-belysning.
Luftfart og forsvar: Som strukturelle paneler for flyskinn, satellittkomponenter og pansersystemer, der lett vekt og høy styrke er avgjørende.
Slitasjebestandige foringer: MMC-plater som inneholder wolframkarbid eller andre harde faser brukes til å fore utstyr i gruvedrift, landbruk og materialhåndtering.
Termisk styring: Som varmeavledere eller spredere i høyeffektelektronikk, utnytter kompositter med høy varmeledningsevne (f.eks. Al-SiC).
Følgende tabell oppsummerer hovedfunksjonene for en rask oversikt:
| Funksjon | Beskrivelse | Fordel |
| Kjernekonsept | Et basisark laget ved å kombinere to eller flere forskjellige materialer. | Gjør det mulig å lage materialer med egenskapskombinasjoner umulig for et enkelt materiale. |
| Nøkkelprinsipp | Synergi. Matrisen og armeringen jobber sammen for å skape overlegne egenskaper. | Oppnår en optimal balanse, for eksempel seighet fra matrisen og hardhet fra armeringen. |
| Vanlige forsterkninger | Partikler (karbid, keramikk), fibre (karbon, glass). | Gir spesifikke egenskaper som slitestyrke eller høy styrke. |
| Vanlige matriser | Metaller (Al, Cu), Polymerer (Epoxy), Keramikk (SiC). | Gir den kontinuerlige fasen, gir seighet og binder armeringen. |
| Primær sjåfør | Ytelse og funksjonalitet. | Tillater lette, effektive og holdbare design i avansert konstruksjon. |
| Nøkkelnæringer | Elektronikk, romfart, bilindustri, forsvar, avansert produksjon. | Det muliggjørende materialet for teknologisk fremskritt i disse sektorene. |
Oppsummert, a Composite Sheet Substrat er et svært konstruert grunnmateriale. Det er ikke et enkelt råmateriale, men en sofistikert plattform designet fra atomnivå og opp for å gi spesifikke mekaniske, termiske og elektriske egenskaper, noe som gjør den uunnværlig for moderne høyytelsesapplikasjoner.