Koperfoelie, hierdie oënskynlik eenvoudige ultra-dun vel koper, het 'n uiters delikate en komplekse vervaardigingsproses. Hierdie proses sluit hoofsaaklik die onttrekking en raffinering van koper, die vervaardiging van koperfoelie en naverwerkingstappe in.
Die eerste stap is die onttrekking 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, omskakelaarraffinering en elektrolise, wat uiteindelik elektrolitiese koper met 'n suiwerheid van so hoog as 99,99% lewer.
Vervolgens kom die vervaardigingsproses van koperfoelie, wat in twee tipes verdeel kan word na gelang van die vervaardigingsmetode: elektrolitiese koperfoelie en gerolde koperfoelie.
Elektrolitiese koperfoelie word deur 'n elektrolitiese proses gemaak. 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 koperneerslae 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 stroombaan (PCB) tegnologie (Yu, 1988).
Gerolde koperfoelie, aan die ander kant, word meganies gemaak. Begin van 'n koperplaat van etlike millimeters dik, word dit geleidelik verdun deur te rol, wat uiteindelik koperfoelie produseer met 'n dikte op die mikrometervlak (Coombs Jr., 2007). Hierdie tipe koperfoelie het 'n gladder oppervlak as elektrolitiese koperfoelie, maar die vervaardigingsproses verbruik meer energie.
Nadat die koperfoelie vervaardig is, moet dit gewoonlik na-verwerking ondergaan, insluitend uitgloeiing, oppervlakbehandeling, ens., om sy werkverrigting 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.
Ter opsomming, hoewel die produksie- en vervaardigingsproses van koperfoelie kompleks is, het die produkuitset 'n groot impak op ons moderne lewe. Dit is 'n manifestasie van tegnologiese vooruitgang, wat natuurlike hulpbronne omskep in hoë-tegnologie produkte deur presiese vervaardigingstegnieke.
Die proses van vervaardiging van koperfoelie bring egter ook 'n paar uitdagings, insluitend energieverbruik, omgewingsimpak, ens. Volgens 'n verslag vereis die produksie van 1 ton koper ongeveer 220GJ energie, en genereer 2,2 ton koolstofdioksiedvrystellings (Northey et al., 2014). Daarom moet ons meer doeltreffende en omgewingsvriendelike maniere vind om koperfoelie te vervaardig.
Een moontlike oplossing is om herwinde koper te gebruik om koperfoelie te vervaardig. Daar word gerapporteer dat die energieverbruik van die vervaardiging van herwonne koper slegs 20% van dié van primêre koper is, en dit verminder die ontginning van koperertshulpbronne (UNEP, 2011). Daarbenewens, met die vooruitgang van tegnologie, kan ons 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 wat gedoen moet word om te verseker dat koperfoelie in ons daaglikse behoeftes kan voorsien terwyl ons ons omgewing beskerm.
Postyd: Jul-08-2023