
Композитная листовая подложка представляет собой базовый материал, обычно в форме листа, который состоит из двух или более различных физических или химических фаз, объединенных для создания нового материала с превосходными свойствами по сравнению с его отдельными компонентами. В условиях развитой промышленности это часто предполагает сочетание прочной, пластичной матрицы (например, металла или полимера) с твердой армирующей фазой (например, керамическими частицами или волокнами) для достижения баланса прочности, ударной вязкости и других конкретных функциональных свойств.
Эти подложки спроектированы так, чтобы служить базовой платформой для дальнейшей обработки или основным структурным компонентом в требовательных приложениях.
Индивидуальные свойства. Основным преимуществом является возможность создания материала с определенным набором свойств, которых нет ни в одном материале. Сюда входит оптимизация:
Высокое соотношение прочности к весу: особенно в композитах с полимерной или металлической матрицей, армированных углеродными или керамическими волокнами.
Повышенная износостойкость: достигается за счет внедрения твердых частиц, таких как карбид вольфрама или керамики, в металлическую матрицу.
Улучшенная тепловая или электрическая проводимость: за счет включения проводящих волокон или частиц.
Контролируемое тепловое расширение: имеет решающее значение в электронике, чтобы соответствовать расширению полупроводников.
Многофункциональность: один композитный лист может быть спроектирован для одновременного выполнения нескольких функций, таких как обеспечение структурной поддержки, износостойкости и управления температурой.
Анизотропия: свойства могут быть направленными (анизотропными), например, прочность в одном направлении из-за ориентированных волокон, что идеально подходит для особых применений, несущих нагрузки.
«Композитная листовая подложка» представляет собой широкую категорию. Ключевые типы включают в себя:
Композиты с металлической матрицей (MMC): металлическая основа (например, алюминий, медь), армированная керамическими частицами (например, карбидом кремния, карбидом бора) или волокнами.
Композиты с керамической матрицей (КМК): керамическая матрица (например, карбид кремния), армированная керамическими волокнами, обеспечивающая исключительную жаропрочность и вязкость разрушения по сравнению с монолитной керамикой.
Композиты с полимерной матрицей (ПМК): полимерная смола (например, эпоксидная смола), армированная непрерывными волокнами (например, углеродом, стеклом, арамидом). Это классические «композитные» листы, используемые в аэрокосмической и спортивной промышленности.
Ламинированные композиты: несколько слоев различных материалов (например, металлов, полимеров) соединяются вместе, образуя лист со свойствами, полученными из каждого слоя.
Композитные листовые подложки являются основой высокотехнологичных отраслей:
Упаковка для электроники: используется в качестве подложек для полупроводниковых чипов и схем. Примеры включают в себя:
Медь прямого соединения (DBC): керамический лист (например, Al₂O₃ или AlN) с медью, приклеенной с обеих сторон, используемый для силовых модулей.
Печатные платы с металлическим сердечником: металлическая основа (например, алюминий) с диэлектрическим слоем и слоем схемы, используемая для светодиодного освещения.
Аэрокосмическая и оборонная промышленность: в качестве структурных панелей для обшивки самолетов, компонентов спутников и систем брони, где легкий вес и высокая прочность имеют решающее значение.
Износостойкие футеровки: листы MMC, содержащие карбид вольфрама или другие твердые фазы, используются для футеровки оборудования в горнодобывающей промышленности, сельском хозяйстве и погрузочно-разгрузочных работах.
Управление температурой: в качестве радиаторов или распределителей в мощной электронике с использованием композитов с высокой теплопроводностью (например, Al-SiC).
В следующей таблице приведены основные функции для краткого обзора:
| Особенность | Описание | Преимущество |
| Основная концепция | Базовый лист, изготовленный путем объединения двух или более различных материалов. | Позволяет создавать материалы с комбинациями свойств, невозможными для одного материала. |
| Ключевой принцип | Синергия. Матрица и армирование работают вместе, чтобы создать превосходные свойства. | Достигает оптимального баланса, например, прочности матрицы и твердости армирования. |
| Общие подкрепления | Частицы (карбид, керамика), волокна (углерод, стекло). | Придает особые свойства, такие как износостойкость или высокая прочность. |
| Общие матрицы | Металлы (Al, Cu), Полимеры (эпоксидная смола), Керамика (SiC). | Обеспечивает непрерывную фазу, придавая прочность и связывая арматуру. |
| Основной драйвер | Производительность и функциональность. | Позволяет создавать легкие, эффективные и долговечные конструкции с использованием передовых технологий. |
| Ключевые отрасли | Электроника, аэрокосмическая промышленность, автомобилестроение, оборона, высокотехнологичное производство. | Благоприятный материал для технологического прогресса в этих секторах. |
Таким образом, Композитный листовой субстрат представляет собой высокотехнологичный базовый материал. Это не простое сырье, а сложная платформа, разработанная на атомном уровне для обеспечения определенных механических, тепловых и электрических свойств, что делает его незаменимым для современных высокопроизводительных приложений.