Kopparfolie, detta till synes enkla ultratunna lakan med koppar, har en mycket känslig och komplex tillverkningsprocess. Denna process inkluderar främst extraktion och raffinering av koppar, tillverkning av kopparfolie och efterbehandlingssteg.
Det första steget är extraktion och raffinering av koppar. Enligt data från USA: s Geological Survey (USGS) nådde den globala produktionen av kopparmalm 20 miljoner ton 2021 (USGS, 2021). Efter extraktionen av kopparmalm, genom steg som krossning, slipning och flotation, kan kopparkoncentrat med cirka 30% kopparinnehåll erhållas. Dessa kopparkoncentrat genomgår sedan en raffineringsprocess, inklusive smältning, omvandlare -raffinering och elektrolys, vilket i slutändan ger elektrolytisk koppar med en renhet så hög som 99,99%.
Därefter kommer tillverkningsprocessen med kopparfolie, som kan delas upp i två typer beroende på tillverkningsmetoden: elektrolytisk kopparfolie och rullad kopparfolie.
Elektrolytisk kopparfolie tillverkas genom en elektrolytisk process. I en elektrolytisk cell upplöses kopparanoden gradvis under verkan av elektrolyten, och kopparjonerna, drivna av strömmen, rör sig mot katoden och bildar kopparavlagringar på katodytan. Tjockleken på elektrolytisk kopparfolie sträcker sig vanligtvis från 5 till 200 mikrometer, vilket kan kontrolleras exakt enligt behoven hos tryckt kretskort (PCB) -teknologi (Yu, 1988).
Rullad kopparfolie görs å andra sidan mekaniskt. Från ett kopparark flera millimeter tjocka, tunnas gradvis genom att rulla, så småningom producera kopparfolie med en tjocklek på mikrometernivån (Coombs Jr., 2007). Denna typ av kopparfolie har en jämnare yta än elektrolytisk kopparfolie, men tillverkningsprocessen förbrukar mer energi.
Efter att kopparfolien har tillverkats måste den vanligtvis genomgå efterbehandling, inklusive glödgning, ytbehandling etc. för att förbättra dess prestanda. Till exempel kan glödgning förbättra kopparfoliens duktilitet och seghet, medan ytbehandling (såsom oxidation eller beläggning) kan förbättra korrosionsbeständigheten och vidhäftningen av kopparfolie.
Sammanfattningsvis, även om produktions- och tillverkningsprocessen för kopparfolie är komplex, har produktutgången en djup inverkan på vårt moderna liv. Detta är en manifestation av tekniska framsteg som förvandlar naturresurser till högteknologiska produkter genom exakta tillverkningstekniker.
Processen för att tillverka kopparfolie ger emellertid också vissa utmaningar, inklusive energiförbrukning, miljöpåverkan etc. Enligt en rapport kräver produktionen av 1 ton koppar cirka 220 GJ energi och genererar 2,2 ton koldioxidutsläpp (Northey et al., 2014). Därför måste vi hitta mer effektiva och miljövänliga sätt att producera kopparfolie.
En möjlig lösning är att använda återvunnet koppar för att producera kopparfolie. Det rapporteras att energiförbrukningen för att producera återvunnen koppar endast är 20% av den för primär koppar, och det minskar utnyttjandet av kopparmalmsresurser (UNEP, 2011). Dessutom, med teknikens framsteg, kan vi utveckla effektivare och energibesparande kopparfolie tillverkningstekniker, vilket ytterligare minskar deras miljöpåverkan.
Sammanfattningsvis är produktions- och tillverkningsprocessen för kopparfolie ett teknologiskt område fullt av utmaningar och möjligheter. Även om vi har gjort betydande framsteg, finns det fortfarande mycket arbete för att säkerställa att kopparfolie kan tillgodose våra dagliga behov samtidigt som vi skyddar vår miljö.
Posttid: JUL-08-2023