La làmina de coure, aquesta làmina de coure aparentment simple i ultrafina, té un procés de fabricació molt delicat i complex. Aquest procés inclou principalment l'extracció i refinat de coure, la fabricació de làmines de coure i les etapes de postprocessament.
El primer pas és l'extracció i refinat 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 concentrat de coure amb un contingut de coure al voltant del 30%. A continuació, aquests concentrats de coure se sotmeten a un procés de refinació, que inclou la fosa, el refinament del convertidor i l'electròlisi, que finalment produeix coure electrolític amb una puresa tan alta com el 99,99%.
A continuació ve el procés de fabricació de làmines de coure, que es poden dividir en dos tipus segons el mètode de fabricació: làmines de coure electrolítiques i làmines de coure enrotllades.
La làmina de coure electrolític es fa 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 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 d'uns quants mil·límetres de gruix, s'aprima gradualment mitjançant laminació, produint finalment una làmina de coure amb un gruix a nivell 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 s'ha de sotmetre a un postprocessament, inclòs el recuit, el tractament superficial, etc., per millorar el seu rendiment. Per exemple, el recuit pot millorar la ductilitat i la duresa de la làmina de coure, mentre que el tractament superficial (com 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 làmines de coure és complex, la producció del producte té un impacte profund en la nostra vida moderna. Aquesta és una manifestació del progrés tecnològic, transformant els recursos naturals en productes d'alta tecnologia mitjançant tècniques de fabricació precises.
Tanmateix, el procés de fabricació de làmines 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, hem de trobar maneres més eficients i respectuoses amb el medi ambient de produir làmines de coure.
Una possible solució és utilitzar coure reciclat per produir làmines de coure. S'informa que el consum energètic de la producció de coure reciclat és només el 20% del del coure primari, i redueix l'explotació dels recursos minerals de coure (UNEP, 2011). A més, amb l'avenç de la tecnologia, podem desenvolupar tècniques de fabricació de làmines de coure més eficients i que estalvien energia, reduint encara més el seu impacte ambiental.
En conclusió, el procés de producció i fabricació de làmines de coure és un camp tecnològic ple de reptes i oportunitats. Tot i que hem avançat considerablement, encara queda molta feina per fer per garantir que la làmina de coure pugui satisfer les nostres necessitats diàries alhora que es protegeix el nostre medi ambient.
Hora de publicació: 08-jul-2023