
కాంపోజిట్ షీట్ సబ్స్ట్రేట్ అనేది బేస్ మెటీరియల్ను సూచిస్తుంది, సాధారణంగా షీట్ రూపంలో ఉంటుంది, ఇది రెండు లేదా అంతకంటే ఎక్కువ విభిన్న భౌతిక లేదా రసాయన దశలతో కలిపి దాని వ్యక్తిగత భాగాలతో పోల్చితే ఉన్నతమైన లక్షణాలతో కొత్త పదార్థాన్ని సృష్టించడం. అధునాతన పారిశ్రామిక సందర్భాలలో, ఇది తరచుగా బలం, దృఢత్వం మరియు ఇతర నిర్దిష్ట కార్యాచరణ లక్షణాల సమతుల్యతను సాధించడానికి కఠినమైన, పటిష్టమైన దశ (సిరామిక్ కణాలు లేదా ఫైబర్లు వంటివి)తో కఠినమైన, సాగే మాతృక (లోహం లేదా పాలిమర్ వంటిది) కలపడం ఉంటుంది.
ఈ సబ్స్ట్రేట్లు తదుపరి ప్రాసెసింగ్ కోసం పునాది వేదికగా లేదా డిమాండ్ చేసే అప్లికేషన్లలో కోర్ స్ట్రక్చరల్ కాంపోనెంట్గా పనిచేయడానికి ఇంజనీరింగ్ చేయబడ్డాయి.
టైలర్డ్ ప్రాపర్టీస్: ఒక మెటీరియల్లో కనిపించని నిర్దిష్ట లక్షణాలతో మెటీరియల్ని డిజైన్ చేయగల సామర్థ్యం ప్రాథమిక ప్రయోజనం. దీని కోసం ఆప్టిమైజ్ చేయడం ఇందులో ఉంది:
అధిక శక్తి-బరువు నిష్పత్తి: ముఖ్యంగా కార్బన్ లేదా సిరామిక్ ఫైబర్లతో బలోపేతం చేయబడిన పాలిమర్ లేదా మెటల్ మ్యాట్రిక్స్ మిశ్రమాలలో.
మెరుగైన వేర్ రెసిస్టెన్స్: టంగ్స్టన్ కార్బైడ్ లేదా సిరామిక్ వంటి గట్టి కణాలను మెటల్ మ్యాట్రిక్స్లో పొందుపరచడం ద్వారా సాధించవచ్చు.
మెరుగైన థర్మల్ లేదా ఎలక్ట్రికల్ కండక్టివిటీ: వాహక ఫైబర్లు లేదా కణాలను చేర్చడం ద్వారా.
నియంత్రిత ఉష్ణ విస్తరణ: సెమీకండక్టర్ల విస్తరణకు సరిపోలడానికి ఎలక్ట్రానిక్స్లో కీలకం.
మల్టీ-ఫంక్షనాలిటీ: ఒకే కాంపోజిట్ షీట్ను ఏకకాలంలో స్ట్రక్చరల్ సపోర్ట్ అందించడం, వేర్ రెసిస్టెన్స్ మరియు థర్మల్ మేనేజ్మెంట్ వంటి బహుళ పాత్రలను నిర్వహించడానికి రూపొందించవచ్చు.
అనిసోట్రోపి: నిర్దిష్ట లోడ్-బేరింగ్ అప్లికేషన్లకు అనువైనది, సమలేఖనం చేయబడిన ఫైబర్ల కారణంగా ఒక దిశలో బలంగా ఉండటం వంటి గుణాలు డైరెక్షనల్ (అనిసోట్రోపిక్)గా ఇంజనీరింగ్ చేయబడతాయి.
"కంపోజిట్ షీట్ సబ్స్ట్రేట్" అనేది విస్తృత వర్గం. ప్రధాన రకాలు ఉన్నాయి:
మెటల్ మ్యాట్రిక్స్ కాంపోజిట్స్ (MMC): సిరామిక్ కణాలు (ఉదా., సిలికాన్ కార్బైడ్, బోరాన్ కార్బైడ్) లేదా ఫైబర్లతో బలోపేతం చేయబడిన మెటల్ బేస్ (ఉదా., అల్యూమినియం, రాగి).
సిరామిక్ మ్యాట్రిక్స్ కాంపోజిట్స్ (CMC): సిరామిక్ ఫైబర్లతో బలోపేతం చేయబడిన సిరామిక్ మ్యాట్రిక్స్ (ఉదా., సిలికాన్ కార్బైడ్), మోనోలిథిక్ సిరామిక్స్తో పోలిస్తే అసాధారణమైన అధిక-ఉష్ణోగ్రత బలం మరియు పగుళ్లు గట్టిదనాన్ని అందిస్తుంది.
పాలిమర్ మ్యాట్రిక్స్ కాంపోజిట్స్ (PMC): నిరంతర ఫైబర్లతో (ఉదా., కార్బన్, గ్లాస్, అరామిడ్) బలోపేతం చేయబడిన పాలిమర్ రెసిన్ (ఉదా., ఎపోక్సీ). ఇవి ఏరోస్పేస్ మరియు క్రీడా వస్తువులలో ఉపయోగించే క్లాసిక్ "మిశ్రమ" షీట్లు.
లామినేటెడ్ మిశ్రమాలు: ప్రతి పొర నుండి ఉద్భవించిన లక్షణాలతో షీట్ను రూపొందించడానికి వివిధ పదార్థాల బహుళ పొరలు (ఉదా., లోహాలు, పాలిమర్లు) కలిసి బంధించబడి ఉంటాయి.
కాంపోజిట్ షీట్ సబ్స్ట్రేట్లు హై-టెక్ పరిశ్రమలలో పునాది:
ఎలక్ట్రానిక్స్ ప్యాకేజింగ్: సెమీకండక్టర్ చిప్స్ మరియు సర్క్యూట్లకు సబ్స్ట్రేట్లుగా ఉపయోగించబడుతుంది. ఉదాహరణలు:
డైరెక్ట్ బాండెడ్ కాపర్ (DBC): పవర్ మాడ్యూల్స్ కోసం ఉపయోగించబడుతుంది, రెండు వైపులా రాగి బంధంతో ఒక సిరామిక్ షీట్ (Al₂O₃ లేదా AlN వంటివి).
మెటల్ కోర్ PCBలు: డీఎలెక్ట్రిక్ లేయర్ మరియు సర్క్యూట్ లేయర్తో కూడిన మెటల్ బేస్ (అల్యూమినియం వంటివి), LED లైటింగ్ కోసం ఉపయోగించబడుతుంది.
ఏరోస్పేస్ & డిఫెన్స్: ఎయిర్క్రాఫ్ట్ స్కిన్లు, శాటిలైట్ భాగాలు మరియు ఆర్మర్ సిస్టమ్ల కోసం స్ట్రక్చరల్ ప్యానెల్లుగా, తేలికైన మరియు అధిక బలం కీలకం.
వేర్-రెసిస్టెంట్ లైనర్లు: మైనింగ్, వ్యవసాయం మరియు మెటీరియల్ హ్యాండ్లింగ్లో పరికరాలను లైన్ చేయడానికి టంగ్స్టన్ కార్బైడ్ లేదా ఇతర హార్డ్ ఫేజ్లను కలిగి ఉన్న MMC షీట్లను ఉపయోగిస్తారు.
థర్మల్ మేనేజ్మెంట్: హై-పవర్ ఎలక్ట్రానిక్స్లో హీట్ సింక్లు లేదా స్ప్రెడర్లుగా, అధిక ఉష్ణ వాహకతతో (ఉదా., Al-SiC) మిశ్రమాలను ప్రభావితం చేస్తుంది.
కింది పట్టిక శీఘ్ర స్థూలదృష్టి కోసం ముఖ్య లక్షణాలను సంగ్రహిస్తుంది:
| ఫీచర్ | వివరణ | అడ్వాంటేజ్ |
| కోర్ కాన్సెప్ట్ | రెండు లేదా అంతకంటే ఎక్కువ విభిన్న పదార్థాలను కలపడం ద్వారా తయారు చేయబడిన బేస్ షీట్. | ఒకే మెటీరియల్కు అసాధ్యమైన ప్రాపర్టీ కాంబినేషన్తో మెటీరియల్ల సృష్టిని ప్రారంభిస్తుంది. |
| కీ సూత్రం | సినర్జీ. మాతృక మరియు ఉపబలము ఉన్నతమైన లక్షణాలను సృష్టించేందుకు కలిసి పని చేస్తాయి. | సరైన సమతుల్యతను సాధిస్తుంది, ఉదా., మాతృక నుండి గట్టిదనం మరియు ఉపబల నుండి కాఠిన్యం. |
| సాధారణ ఉపబలములు | పార్టికల్స్ (కార్బైడ్, సిరామిక్), ఫైబర్స్ (కార్బన్, గ్లాస్). | దుస్తులు నిరోధకత లేదా అధిక బలం వంటి నిర్దిష్ట లక్షణాలను అందిస్తుంది. |
| సాధారణ మాత్రికలు | లోహాలు (అల్, క్యూ), పాలిమర్స్ (ఎపాక్సీ), సిరామిక్స్ (SiC). | నిరంతర దశను అందిస్తుంది, దృఢత్వాన్ని అందిస్తుంది మరియు ఉపబలాన్ని బంధిస్తుంది. |
| ప్రాథమిక డ్రైవర్ | పనితీరు మరియు కార్యాచరణ. | అధునాతన ఇంజనీరింగ్లో తేలికైన, సమర్థవంతమైన మరియు మన్నికైన డిజైన్లను అనుమతిస్తుంది. |
| కీలక పరిశ్రమలు | ఎలక్ట్రానిక్స్, ఏరోస్పేస్, ఆటోమోటివ్, డిఫెన్స్, హై-ఎండ్ మాన్యుఫ్యాక్చరింగ్. | ఈ రంగాలలో సాంకేతిక పురోగతికి ఎనేబుల్ మెటీరియల్. |
సారాంశంలో, a కాంపోజిట్ షీట్ సబ్స్ట్రేట్ అత్యంత ఇంజనీరింగ్ చేయబడిన పునాది పదార్థం. ఇది సాధారణ ముడి పదార్థం కాదు, నిర్దిష్ట యాంత్రిక, ఉష్ణ మరియు విద్యుత్ లక్షణాలను అందించడానికి పరమాణు స్థాయి నుండి రూపొందించబడిన అధునాతన ప్లాట్ఫారమ్, ఆధునిక అధిక-పనితీరు గల అనువర్తనాలకు ఇది ఎంతో అవసరం.