Koperfoelie, hierdie oënskynlik eenvoudige ultradun koperplaat, het 'n hoogs delikate en komplekse vervaardigingsproses. Hierdie proses sluit hoofsaaklik die ekstraksie en raffinering van koper, die vervaardiging van koperfoelie en naverwerkingstappe in.
Die eerste stap is die ontginning en raffinering van koper. Volgens data van die Verenigde State se Geologiese Opname (USGS) het die wêreldwye produksie van kopererts in 2021 20 miljoen ton bereik (USGS, 2021). Na die ontginning van kopererts, deur stappe soos vergruising, maal en flotasie, kan koperkonsentraat met ongeveer 30% koperinhoud verkry word. Hierdie koperkonsentrate ondergaan dan 'n raffineringsproses, insluitend smelting, omskakelingsraffinering en elektrolise, wat uiteindelik elektrolitiese koper met 'n suiwerheid van so hoog as 99.99% lewer.
Volgende kom die vervaardigingsproses van koperfoelie, wat in twee tipes verdeel kan word, afhangende van die vervaardigingsmetode: elektrolitiese koperfoelie en gerolde koperfoelie.
Elektrolitiese koperfoelie word deur 'n elektrolitiese proses vervaardig. In 'n elektrolitiese sel los die koperanode geleidelik op onder die werking van die elektroliet, en die koperione, aangedryf deur die stroom, beweeg na die katode en vorm koperafsettings op die katode-oppervlak. Die dikte van elektrolitiese koperfoelie wissel gewoonlik van 5 tot 200 mikrometer, wat presies beheer kan word volgens die behoeftes van gedrukte stroombaanbord (PCB) tegnologie (Yu, 1988).
Gewalste koperfoelie, aan die ander kant, word meganies vervaardig. Dit begin met 'n koperplaat wat 'n paar millimeter dik is en word geleidelik deur rol verdun, wat uiteindelik koperfoelie met 'n dikte op mikrometervlak lewer (Coombs Jr., 2007). Hierdie tipe koperfoelie het 'n gladder oppervlak as elektrolitiese koperfoelie, maar die vervaardigingsproses daarvan verbruik meer energie.
Nadat die koperfoelie vervaardig is, moet dit gewoonlik naverwerking ondergaan, insluitend uitgloeiing, oppervlakbehandeling, ens., om die werkverrigting daarvan te verbeter. Uitgloeiing kan byvoorbeeld die rekbaarheid en taaiheid van koperfoelie verbeter, terwyl oppervlakbehandeling (soos oksidasie of bedekking) die korrosiebestandheid en adhesie van koperfoelie kan verbeter.
Kortliks, hoewel die produksie- en vervaardigingsproses van koperfoelie kompleks is, het die produkuitset 'n diepgaande impak op ons moderne lewe. Dit is 'n manifestasie van tegnologiese vooruitgang, wat natuurlike hulpbronne in hoëtegnologieprodukte omskep deur middel van presiese vervaardigingstegnieke.
Die proses van die vervaardiging van koperfoelie bring egter ook 'n paar uitdagings, insluitend energieverbruik, omgewingsimpak, ens. Volgens 'n verslag benodig die produksie van 1 ton koper ongeveer 220 GJ energie en genereer 2,2 ton koolstofdioksiedvrystellings (Northey et al., 2014). Daarom moet ons meer doeltreffende en omgewingsvriendelike maniere vind om koperfoelie te produseer.
Een moontlike oplossing is om herwinde koper te gebruik om koperfoelie te produseer. Daar word berig dat die energieverbruik van die vervaardiging van herwinde koper slegs 20% van dié van primêre koper is, en dit verminder die ontginning van koperertsbronne (UNEP, 2011). Boonop kan ons met die vooruitgang van tegnologie meer doeltreffende en energiebesparende koperfoelievervaardigingstegnieke ontwikkel, wat hul omgewingsimpak verder verminder.
Ten slotte, die produksie- en vervaardigingsproses van koperfoelie is 'n tegnologiese veld vol uitdagings en geleenthede. Alhoewel ons aansienlike vordering gemaak het, is daar nog baie werk om te verseker dat koperfoelie aan ons daaglikse behoeftes kan voldoen terwyl ons omgewing beskerm word.
Plasingstyd: 8 Julie 2023