Мідна фольга, цей, здавалося б, простий надтонкий лист міді, має дуже делікатний та складний виробничий процес. Цей процес в основному включає видобуток та рафінування міді, виробництво мідної фольги та етапи подальшої обробки.
Першим кроком є видобуток та рафінування міді. Згідно з даними Геологічної служби США (USGS), світове виробництво мідної руди досягло 20 мільйонів тонн у 2021 році (USGS, 2021). Після видобутку мідної руди, шляхом таких етапів, як дроблення, подрібнення та флотація, можна отримати мідний концентрат із вмістом міді близько 30%. Ці мідні концентрати потім проходять процес рафінування, включаючи плавку, конвертерне рафінування та електроліз, що зрештою призводить до отримання електролітичної міді з чистотою до 99,99%.
Далі йде процес виготовлення мідної фольги, яку можна розділити на два типи залежно від методу виготовлення: електролітична мідна фольга та рулонна мідна фольга.
Електролітична мідна фольга виготовляється за допомогою електролітичного процесу. В електролітичній комірці мідний анод поступово розчиняється під дією електроліту, а іони міді, керовані струмом, рухаються до катода та утворюють мідні відкладення на поверхні катода. Товщина електролітичної мідної фольги зазвичай коливається від 5 до 200 мікрометрів, яку можна точно контролювати відповідно до потреб технології друкованих плат (PCB) (Yu, 1988).
З іншого боку, рулонна мідна фольга виготовляється механічним способом. Починаючи з мідного листа товщиною кілька міліметрів, його поступово стоншують прокатуванням, врешті-решт утворюючи мідну фольгу товщиною на рівні мікрометра (Coombs Jr., 2007). Цей тип мідної фольги має гладшу поверхню, ніж електролітична мідна фольга, але процес її виробництва споживає більше енергії.
Після виготовлення мідної фольги вона зазвичай потребує подальшої обробки, включаючи відпал, обробку поверхні тощо, для покращення своїх характеристик. Наприклад, відпал може підвищити пластичність і міцність мідної фольги, тоді як обробка поверхні (така як окислення або покриття) може покращити корозійну стійкість і адгезію мідної фольги.
Підсумовуючи, хоча процес виробництва та виготовлення мідної фольги є складним, випуск продукції має глибокий вплив на наше сучасне життя. Це прояв технологічного прогресу, який перетворює природні ресурси на високотехнологічну продукцію за допомогою точних методів виробництва.
Однак процес виробництва мідної фольги також пов'язаний з деякими проблемами, зокрема споживанням енергії, впливом на навколишнє середовище тощо. Згідно зі звітом, виробництво 1 тонни міді вимагає близько 220 ГДж енергії та генерує 2,2 тонни викидів вуглекислого газу (Northey et al., 2014). Тому нам потрібно знайти більш ефективні та екологічно чисті способи виробництва мідної фольги.
Одним з можливих рішень є використання переробленої міді для виробництва мідної фольги. Повідомляється, що споживання енергії на виробництво переробленої міді становить лише 20% від споживання первинної міді, і це зменшує експлуатацію ресурсів мідної руди (UNEP, 2011). Крім того, з розвитком технологій ми можемо розробити більш ефективні та енергозберігаючі методи виробництва мідної фольги, що ще більше зменшить їхній вплив на навколишнє середовище.
На завершення, процес виробництва та виготовлення мідної фольги – це технологічна галузь, сповнена викликів та можливостей. Хоча ми досягли значного прогресу, ще багато роботи потрібно виконати, щоб мідна фольга могла задовольнити наші щоденні потреби, водночас захищаючи наше довкілля.
Час публікації: 08 липня 2023 р.