La làmina de coure, aquesta làmina ultrafina de coure aparentment simple, té un procés de fabricació molt delicat i complex. Aquest procés inclou principalment l'extracció i el refinament del coure, la fabricació de làmina de coure i els passos de postprocessament.
El primer pas és l'extracció i el refinament del coure. Segons dades del Servei Geològic dels Estats Units (USGS), la producció mundial de mineral de coure va arribar als 20 milions de tones el 2021 (USGS, 2021). Després de l'extracció del mineral de coure, mitjançant passos com la trituració, la mòlta i la flotació, es pot obtenir un concentrat de coure amb un contingut de coure d'aproximadament un 30%. Aquests concentrats de coure se sotmeten a un procés de refinament, que inclou la fosa, el refinament del convertidor i l'electròlisi, que finalment produeix coure electrolític amb una puresa de fins al 99,99%.
A continuació ve el procés de fabricació de làmina de coure, que es pot dividir en dos tipus segons el mètode de fabricació: làmina de coure electrolítica i làmina de coure enrotllada.
La làmina de coure electrolític es fabrica mitjançant un procés electrolític. En una cel·la electrolítica, l'ànode de coure es dissol gradualment sota l'acció de l'electròlit, i els ions de coure, impulsats pel corrent, es mouen cap al càtode i formen dipòsits de coure a la superfície del càtode. El gruix de la làmina de coure electrolític sol oscil·lar entre els 5 i els 200 micròmetres, que es pot controlar amb precisió segons les necessitats de la tecnologia de les plaques de circuits impresos (PCB) (Yu, 1988).
La làmina de coure laminada, en canvi, es fabrica mecànicament. Partint d'una làmina de coure de diversos mil·límetres de gruix, s'aprima gradualment mitjançant laminació, produint finalment una làmina de coure amb un gruix a nivell de micròmetre (Coombs Jr., 2007). Aquest tipus de làmina de coure té una superfície més llisa que la làmina de coure electrolítica, però el seu procés de fabricació consumeix més energia.
Després de fabricar la làmina de coure, normalment cal sotmetre-la a un postprocessament, com ara recuit, tractament superficial, etc., per millorar-ne el rendiment. Per exemple, el recuit pot millorar la ductilitat i la resistència de la làmina de coure, mentre que el tractament superficial (com ara l'oxidació o el recobriment) pot millorar la resistència a la corrosió i l'adhesió de la làmina de coure.
En resum, tot i que el procés de producció i fabricació de làmina de coure és complex, la producció té un impacte profund en la nostra vida moderna. Això és una manifestació del progrés tecnològic, que transforma els recursos naturals en productes d'alta tecnologia mitjançant tècniques de fabricació precises.
Tanmateix, el procés de fabricació de làmina de coure també comporta alguns reptes, com ara el consum d'energia, l'impacte ambiental, etc. Segons un informe, la producció d'1 tona de coure requereix uns 220 GJ d'energia i genera 2,2 tones d'emissions de diòxid de carboni (Northey et al., 2014). Per tant, cal trobar maneres més eficients i respectuoses amb el medi ambient de produir làmina de coure.
Una possible solució és utilitzar coure reciclat per produir làmina de coure. S'ha informat que el consum d'energia per produir coure reciclat és només un 20% del del coure primari, i això redueix l'explotació dels recursos de mineral de coure (UNEP, 2011). A més, amb l'avanç de la tecnologia, podem desenvolupar tècniques de fabricació de làmina de coure més eficients i que estalvien energia, reduint encara més el seu impacte ambiental.
En conclusió, el procés de producció i fabricació de làmina de coure és un camp tecnològic ple de reptes i oportunitats. Tot i que hem fet progressos significatius, encara queda molta feina per fer per garantir que la làmina de coure pugui satisfer les nostres necessitats diàries i alhora protegir el nostre medi ambient.
Data de publicació: 08 de juliol de 2023