Foil de coure, aquesta fulla de coure ultra-fina aparentment senzilla, té un procés de fabricació molt delicat i complex. Aquest procés inclou principalment l’extracció i el refinament del coure, la fabricació de paper de coure i els passos de post-processament.
El primer pas és l’extracció i la perfecció del coure. Segons les dades de l’Enquesta Geològica dels Estats Units (USGS), la producció global de mineral de coure va arribar a 20 milions de tones el 2021 (USGS, 2021). Després de l'extracció de mineral de coure, a través de passos com aixafar, mòlta i flotació, es pot obtenir un concentrat de coure amb un 30% de contingut de coure. Aquests concentrats de coure experimenten un procés de refinació, incloent fosa, refinació del convertidor i electròlisi, produint en última instància coure electrolític amb una puresa fins al 99,99%.
A continuació ve el procés de fabricació de paper de coure, que es pot dividir en dos tipus segons el mètode de fabricació: paper de coure electrolític i paper de coure enrotllat.
El paper de coure electrolític es fa mitjançant un procés electrolític. En una cèl·lula electrolítica, l’ànode de coure es dissol gradualment sota l’acció de l’electròlit, i els ions de coure, conduïts pel corrent, es desplacen cap al càtode i formen dipòsits de coure a la superfície del càtode. El gruix del paper de coure electrolític sol oscil·lar entre 5 i 200 micròmetres, que es poden controlar amb precisió segons les necessitats de la tecnologia de la placa de circuit imprès (PCB) (Yu, 1988).
La làmina de coure enrotllada, en canvi, es fa mecànicament. A partir d’una làmina de coure de diversos mil·límetres de gruix, s’aprimen gradualment enrotllant -se, produint fulls de coure amb un gruix a nivell de micròmetre (Coombs Jr., 2007). Aquest tipus de paper de coure té una superfície més suau que el paper de coure electrolític, però el seu procés de fabricació consumeix més energia.
Després de la fabricació de la làmina de coure, normalment necessita sotmetre’s a post-processament, inclòs el recuit, el tractament de superfície, etc., per millorar el seu rendiment. Per exemple, el recuit pot millorar la ductilitat i la duresa del paper de coure, mentre que el tractament superficial (com l’oxidació o el recobriment) pot millorar la resistència a la corrosió i l’adhesió del paper de coure.
En resum, tot i que el procés de producció i fabricació de paper de coure és complex, la producció del producte té un impacte profund en la nostra vida moderna. Es tracta d’una manifestació del progrés tecnològic, transformant els recursos naturals en productes d’alta tecnologia mitjançant tècniques de fabricació precises.
Tot i això, el procés de fabricació de paper de coure també aporta alguns reptes, com ara el consum d’energia, l’impacte ambiental, etc. Segons un informe, la producció d’1 tona de coure requereix aproximadament 220GJ d’energia i genera 2,2 tones d’emissions de diòxid de carboni (Northey et al., 2014). Per tant, hem de trobar maneres més eficients i respectuoses amb el medi ambient de produir paper de coure.
Una possible solució és utilitzar coure reciclat per produir paper de coure. Es informa que el consum d’energia de producció de coure reciclat és només el 20% del de coure primari i redueix l’explotació de recursos de mineral de coure (UNEP, 2011). A més, amb l’avanç de la tecnologia, podem desenvolupar tècniques de fabricació de paper de coure més eficients i d’estalvi d’energia, reduint encara més el seu impacte ambiental.
En conclusió, el procés de producció i fabricació de paper de coure és un camp tecnològic ple de reptes i oportunitats. Tot i que hem avançat significativament, encara hi ha molta feina per assegurar -se que la làmina de coure pot satisfer les nostres necessitats diàries mentre protegeix el nostre entorn.
Posada Posada: Jul-08-2023