Kobberfolie, denne tilsyneladende simple ultratynde kobberplade, har en meget delikat og kompleks fremstillingsproces. Denne proces omfatter hovedsageligt udvinding og raffinering af kobber, fremstilling af kobberfolie og efterbehandlingstrin.
Det første trin er udvinding og raffinering af kobber. Ifølge data fra United States Geological Survey (USGS) nåede den globale produktion af kobbermalm 20 millioner tons i 2021 (USGS, 2021). Efter ekstraktion af kobbermalm, gennem trin som knusning, formaling og flotation, kan kobberkoncentrat med omkring 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 høj som 99,99 %.
Dernæst kommer fremstillingsprocessen af kobberfolie, som kan opdeles i to typer afhængigt af fremstillingsmetoden: elektrolytisk kobberfolie og valset kobberfolie.
Elektrolytisk kobberfolie fremstilles gennem en elektrolytisk proces. I en elektrolysecelle opløses kobberanoden gradvist under påvirkning af elektrolytten, og kobberionerne, drevet af strømmen, bevæger sig mod katoden og danner kobberaflejringer på katodeoverfladen. Tykkelsen af elektrolytisk kobberfolie spænder normalt fra 5 til 200 mikrometer, som kan styres præcist i henhold til behovene for printkort (PCB) teknologi (Yu, 1988).
Valset kobberfolie er derimod lavet mekanisk. Med udgangspunkt i en kobberplade, der er flere millimeter tyk, fortyndes den gradvist ved valsning, hvilket til sidst producerer kobberfolie med en tykkelse på mikrometerniveau (Coombs Jr., 2007). Denne type kobberfolie har en glattere overflade end elektrolytisk kobberfolie, men dens fremstillingsproces bruger mere energi.
Efter at kobberfolien er fremstillet, skal den normalt gennemgå efterbehandling, herunder udglødning, overfladebehandling osv., for at forbedre dens ydeevne. For eksempel kan udglødning øge duktiliteten og sejheden af kobberfolie, mens overfladebehandling (såsom oxidation eller belægning) kan forbedre korrosionsbestandigheden og vedhæftningen af kobberfolie.
Sammenfattende, selvom produktionen og fremstillingsprocessen af kobberfolie er kompleks, har produktoutput en dyb indvirkning på vores moderne liv. Dette er en manifestation af teknologiske fremskridt, der omdanner naturressourcer til højteknologiske produkter gennem præcise fremstillingsteknikker.
Processen med fremstilling af kobberfolie medfører dog også nogle udfordringer, herunder energiforbrug, miljøpåvirkning osv. Ifølge en rapport kræver produktionen af 1 ton kobber omkring 220 GJ energi og genererer 2,2 tons kuldioxidemissioner (Northey et al., 2014). Derfor skal vi finde mere effektive og miljøvenlige måder at fremstille kobberfolie på.
En mulig løsning er at bruge genbrugt kobber til at fremstille kobberfolie. Det rapporteres, at energiforbruget ved at producere genbrugt kobber kun er 20 % af det primære kobber, og det reducerer udnyttelsen af kobbermalmressourcer (UNEP, 2011). Derudover kan vi med teknologiens fremskridt udvikle mere effektive og energibesparende kobberfoliefremstillingsteknikker, hvilket yderligere reducerer deres miljøpåvirkning.
Afslutningsvis er produktionen og fremstillingsprocessen af 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 opfylde vores daglige behov og samtidig beskytte vores miljø.
Indlægstid: Jul-08-2023