
复合片材基材是指一种基材,通常为片材形式,由两个或多个不同的物理或化学相组合而成,形成一种与其单独成分相比具有优异性能的新材料。在先进的工业环境中,这通常涉及将坚韧、延展的基体(如金属或聚合物)与坚硬的增强相(如陶瓷颗粒或纤维)相结合,以实现强度、韧性和其他特定功能特性的平衡。
这些基材经过精心设计,可作为进一步加工的基础平台或在要求苛刻的应用中作为核心结构组件。
定制属性:主要优点是能够设计出具有单一材料所没有的一组特定属性的材料。这包括优化:
高强度重量比:特别是在用碳纤维或陶瓷纤维增强的聚合物或金属基复合材料中。
增强耐磨性:通过将碳化钨或陶瓷等硬颗粒嵌入金属基体中来实现。
改善导热性或导电性:通过掺入导电纤维或颗粒。
受控热膨胀:在电子领域对于匹配半导体的膨胀至关重要。
多功能:单个复合片材可以设计成具有多种作用,例如同时提供结构支撑、耐磨性和热管理。
各向异性:属性可以设计为方向性(各向异性),例如由于排列的纤维而在一个方向上很强,这对于特定的承载应用来说是理想的。
“复合片材基材”是一个宽泛的类别。主要类型包括:
金属基复合材料 (MMC):用陶瓷颗粒(例如碳化硅、碳化硼)或纤维增强的金属基体(例如铝、铜)。
陶瓷基复合材料 (CMC):用陶瓷纤维增强的陶瓷基体(例如碳化硅),与整体陶瓷相比,具有卓越的高温强度和断裂韧性。
聚合物基复合材料 (PMC):用连续纤维(例如碳、玻璃、芳纶)增强的聚合物树脂(例如环氧树脂)。这些是航空航天和体育用品中使用的经典“复合”板材。
层压复合材料:将多层不同材料(例如金属、聚合物)粘合在一起,形成具有各层特性的板材。
复合板材基材是高科技行业的基础:
电子封装:用作半导体芯片和电路的基板。示例包括:
直接接合铜 (DBC):双面接合铜的陶瓷片(如 Al2O₃ 或 AlN),用于电源模块。
金属芯 PCB:具有介电层和电路层的金属基底(如铝),用于 LED 照明。
航空航天与国防:作为飞机蒙皮、卫星部件和装甲系统的结构面板,轻质和高强度至关重要。
耐磨衬里:含有碳化钨或其他硬质相的 MMC 片材用于采矿、农业和物料搬运设备的衬里。
热管理:作为高功率电子产品中的散热器或散热器,利用高导热率复合材料(例如 Al-SiC)。
下表总结了主要功能以供快速概览:
| 特点 | 描述 | 优势 |
| 核心理念 | 由两种或多种不同材料组合而成的基片。 | 能够创建具有单一材料无法实现的属性组合的材料。 |
| 关键原理 | 协同作用。 基体和增强材料共同作用,创造出卓越的性能。 | 实现最佳平衡,例如基体的韧性和增强体的硬度。 |
| 常见的增援部队 | 颗粒(碳化物、陶瓷)、纤维(碳、玻璃)。 | 赋予耐磨性或高强度等特定性能。 |
| 通用矩阵 | 金属(铝、铜)、聚合物(环氧树脂)、陶瓷(碳化硅)。 | 提供连续相,提供韧性,并结合增强材料。 |
| 主驾驶员 | 性能和功能。 | 允许在先进工程中实现轻质、高效和耐用的设计。 |
| 重点产业 | 电子、航空航天、汽车、国防、高端制造。 | 这些领域技术进步的有利材料。 |
综上所述,一个 复合板材基材 是一种高度工程化的基础材料。它不是一种简单的原材料,而是一个从原子层面设计的复杂平台,可提供特定的机械、热和电性能,使其成为现代高性能应用不可或缺的一部分。