
Kompozitni ploščati substrat se nanaša na osnovni material, običajno v obliki listov, ki je sestavljen iz dveh ali več različnih fizikalnih ali kemičnih faz, združenih v nov material z boljšimi lastnostmi v primerjavi s posameznimi komponentami. V naprednih industrijskih kontekstih to pogosto vključuje kombinacijo močne, duktilne matrice (kot je kovina ali polimer) s trdo, ojačitveno fazo (kot so keramični delci ali vlakna), da se doseže ravnovesje trdnosti, žilavosti in drugih posebnih funkcionalnih lastnosti.
Ti substrati so zasnovani tako, da služijo kot temeljna platforma za nadaljnjo obdelavo ali kot osrednja strukturna komponenta v zahtevnih aplikacijah.
Prilagojene lastnosti: Glavna prednost je zmožnost oblikovanja materiala s specifičnim naborom lastnosti, ki jih ne najdemo v enem samem materialu. To vključuje optimizacijo za:
Visoko razmerje med trdnostjo in težo: zlasti v kompozitih s polimerno ali kovinsko matriko, ojačenih z ogljikovimi ali keramičnimi vlakni.
Izboljšana odpornost proti obrabi: dosežena z vdelavo trdih delcev, kot je volframov karbid ali keramika, v kovinsko matriko.
Izboljšana toplotna ali električna prevodnost: z vključitvijo prevodnih vlaken ali delcev.
Nadzorovana toplotna ekspanzija: kritična v elektroniki, da se ujema z ekspanzijo polprevodnikov.
Večnamenskost: ena kompozitna plošča je lahko oblikovana tako, da opravlja več vlog, kot je zagotavljanje strukturne podpore, odpornosti proti obrabi in hkrati toplotno upravljanje.
Anizotropija: Lastnosti je mogoče oblikovati tako, da so usmerjene (anizotropne), na primer močne v eno smer zaradi poravnanih vlaken, kar je idealno za posebne nosilne aplikacije.
"Substrat iz kompozitnih plošč" je široka kategorija. Ključne vrste vključujejo:
Kovinski matrični kompoziti (MMC): kovinska osnova (npr. aluminij, baker), ojačana s keramičnimi delci (npr. silicijev karbid, borov karbid) ali vlakni.
Keramični matrični kompoziti (CMC): keramična matrika (npr. silicijev karbid), ojačana s keramičnimi vlakni, ki v primerjavi z monolitno keramiko zagotavlja izjemno visokotemperaturno trdnost in lomno žilavost.
Kompoziti s polimerno matriko (PMC): polimerna smola (npr. epoksi), ojačena z neprekinjenimi vlakni (npr. ogljikovimi, steklenimi, aramidnimi). To so klasične "kompozitne" plošče, ki se uporabljajo v vesoljski in športni opremi.
Laminirani kompoziti: več plasti različnih materialov (npr. kovin, polimerov) je povezanih skupaj, da ustvarijo ploščo z lastnostmi, ki izhajajo iz vsake plasti.
Podlage iz kompozitnih plošč so temelj v visokotehnoloških industrijah:
Embalaža elektronike: uporablja se kot podlaga za polprevodniške čipe in vezja. Primeri vključujejo:
Direktno vezan baker (DBC): keramična plošča (kot Al₂O₃ ali AlN) z bakrom, vezanim na obeh straneh, ki se uporablja za napajalne module.
PCB s kovinskim jedrom: kovinska osnova (kot je aluminij) z dielektrično plastjo in plastjo vezja, ki se uporablja za osvetlitev LED.
Letalstvo in obramba: Kot strukturne plošče za obloge letal, satelitske komponente in oklepne sisteme, kjer sta lahka in visoka trdnost kritični.
Obloge, odporne proti obrabi: plošče MMC, ki vsebujejo volframov karbid ali druge trde faze, se uporabljajo za oblaganje opreme v rudarstvu, kmetijstvu in ravnanju z materiali.
Toplotno upravljanje: Kot odvodi toplote ali razpršilci v visokozmogljivi elektroniki z uporabo kompozitov z visoko toplotno prevodnostjo (npr. Al-SiC).
Naslednja tabela povzema ključne funkcije za hiter pregled:
| Funkcija | Opis | Prednost |
| Osnovni koncept | Osnovna plošča, izdelana s kombinacijo dveh ali več različnih materialov. | Omogoča ustvarjanje materialov s kombinacijami lastnosti, ki so za en sam material nemogoče. |
| Ključno načelo | Sinergija. Matrica in ojačitev skupaj ustvarjata vrhunske lastnosti. | Doseže optimalno ravnovesje, npr. žilavosti matrice in trdote ojačitve. |
| Skupne okrepitve | Delci (karbid, keramika), vlakna (ogljik, steklo). | Daje posebne lastnosti, kot je odpornost proti obrabi ali visoka trdnost. |
| Skupne matrice | Kovine (Al, Cu), polimeri (epoksi), keramika (SiC). | Zagotavlja neprekinjeno fazo, nudi žilavost in veže ojačitev. |
| Primarni gonilnik | Zmogljivost in funkcionalnost. | Omogoča lahke, učinkovite in vzdržljive zasnove v naprednem inženirstvu. |
| Ključne panoge | Elektronika, letalstvo, avtomobilizem, obramba, vrhunska proizvodnja. | Material, ki omogoča tehnološki napredek v teh sektorjih. |
Če povzamemo, a Podlaga iz kompozitnih plošč je visoko inženirski temeljni material. To ni preprosta surovina, temveč prefinjena platforma, zasnovana od atomske ravni navzgor, da zagotovi specifične mehanske, toplotne in električne lastnosti, zaradi česar je nepogrešljiva za sodobne visoko zmogljive aplikacije.