Kobberfolie, dette tilsyneladende enkle ultratynde kobberplader, har en meget delikat og kompleks fremstillingsproces. Denne proces inkluderer hovedsageligt ekstraktion og raffinering af kobber, fremstilling af kobberfolie og efterbehandlingstrin.
Det første trin er ekstraktion og raffinering af kobber. Ifølge data fra De Forenede Staters Geological Survey (USGS) nåede den globale produktion af kobbermalm 20 millioner tons i 2021 (USGS, 2021). Efter ekstraktion af kobbermalm, gennem trin som knusning, slibning og flotation, kan kobberkoncentrat med ca. 30% kobberindhold opnås. Disse kobberkoncentrater gennemgår derefter en raffineringsproces, herunder smeltning, konverterraffinering og elektrolyse, hvilket i sidste ende giver elektrolytisk kobber med en renhed så højt som 99,99%.
Dernæst kommer fremstillingsprocessen med kobberfolie, som kan opdeles i to typer afhængigt af fremstillingsmetoden: elektrolytisk kobberfolie og rullet kobberfolie.
Elektrolytisk kobberfolie fremstilles gennem en elektrolytisk proces. I en elektrolytisk celle opløses kobberanoden gradvist under virkningen af elektrolytten, og kobberionerne, drevet af strømmen, bevæger sig mod katoden og danner kobberaflejringer på katodeoverfladen. Tykkelsen af elektrolytisk kobberfolie varierer normalt fra 5 til 200 mikrometer, hvilket kan kontrolleres nøjagtigt i henhold til behovene i Printed Circuit Board (PCB) teknologi (YU, 1988).
Rullet kobberfolie fremstilles på den anden side mekanisk. Fra et kobberplade flere millimeter tyk, tyndes det gradvist ved at rulle og producerer til sidst kobberfolie med en tykkelse på mikrometerniveauet (Coombs Jr., 2007). Denne type kobberfolie har en glattere overflade end elektrolytisk kobberfolie, men dens fremstillingsproces forbruger mere energi.
Når kobberfolien er fremstillet, skal den normalt gennemgå efterbehandling, inklusive annealing, overfladebehandling osv., For at forbedre dens ydeevne. For eksempel kan annealing forbedre duktiliteten og sejheden i kobberfolie, mens overfladebehandling (såsom oxidation eller belægning) kan forbedre korrosionsmodstanden og vedhæftningen af kobberfolie.
Sammenfattende, selv om produktions- og fremstillingsprocessen med kobberfolie er kompleks, har produktproduktionen en dybtgående indflydelse på vores moderne liv. Dette er en manifestation af teknologisk fremgang, der omdanner naturressourcer til højteknologiske produkter gennem præcise fremstillingsteknikker.
Processen med fremstilling af kobberfolie bringer imidlertid også nogle udfordringer, herunder energiforbrug, miljøpåvirkning osv. Ifølge en rapport kræver produktionen af 1 ton kobber ca. 220GJ energi og genererer 2,2 ton kuldioxidemissioner (Northey et al., 2014). Derfor er vi nødt til at finde mere effektive og miljøvenlige måder at fremstille kobberfolie på.
En mulig opløsning er at bruge genanvendt kobber til at producere kobberfolie. Det rapporteres, at energiforbruget ved produktion af genanvendt kobber kun er 20% af det for primært kobber, og det reducerer udnyttelsen af kobbermalmressourcer (UNEP, 2011). Derudover kan vi med fremme af teknologi udvikle mere effektive og energibesparende kobberfolieproduktionsteknikker, hvilket yderligere reducerer deres miljøpåvirkning.
Afslutningsvis er produktions- og fremstillingsprocessen for kobberfolie et teknologisk felt fuld af udfordringer og muligheder. Selvom vi har gjort betydelige fremskridt, er der stadig meget arbejde, der skal gøres for at sikre, at kobberfolie kan imødekomme vores daglige behov, mens vi beskytter vores miljø.
Posttid: Jul-08-2023