Framleiðslu- og framleiðsluferlið koparþynnu

Koparþynna, þetta virðist einfalda ofurþunnt koparblað, hefur mjög viðkvæmt og flókið framleiðsluferli. Þetta ferli felur aðallega í sér útdrátt og hreinsun á kopar, framleiðslu á koparþynnu og eftirvinnslu skrefum.

Fyrsta skrefið er útdráttur og hreinsun kopars. Samkvæmt upplýsingum frá Jarðfræðistofnun Bandaríkjanna (USGS) náði heimsframleiðsla kopargrýti 20 milljón tonn árið 2021 (USGS, 2021). Eftir útdrátt á kopargrýti, í gegnum skref eins og mulning, mölun og flot, er hægt að fá koparþykkni með um það bil 30% koparinnihaldi. Þessi koparþykkni gangast síðan undir hreinsunarferli, þar með talið bræðslu, breytirhreinsun og rafgreiningu, sem skilar að lokum rafgreiningarkopar með hreinleika allt að 99,99%.

Næst kemur framleiðsluferlið koparþynna sem má skipta í tvær tegundir eftir framleiðsluaðferð: rafgreiningar koparþynna og valsað koparþynna.

Rafgreiningar koparþynna er gerð með rafgreiningarferli. Í rafgreiningarklefa leysist koparskautið smám saman upp undir áhrifum raflausnarinnar og koparjónirnar, knúnar af straumnum, fara í átt að bakskautinu og mynda koparútfellingar á bakskautyfirborðinu. Þykkt rafgreiningar koparþynnunnar er venjulega á bilinu 5 til 200 míkrómetrar, sem hægt er að stjórna nákvæmlega í samræmi við þarfir prentaðra rafrása (PCB) tækni (Yu, 1988).

Valsað koparþynna er aftur á móti framleitt vélrænt. Byrjað er á koparplötu sem er nokkurra millimetra þykk, hún er smám saman þynnt með því að rúlla, að lokum myndast koparþynna með þykkt á míkrómetrastigi (Coombs Jr., 2007). Þessi tegund af koparþynnu hefur sléttara yfirborð en rafgreiningar koparþynna, en framleiðsluferlið hennar eyðir meiri orku.

Eftir að koparþynnan er framleidd þarf hún venjulega að gangast undir eftirvinnslu, þar með talið glæðingu, yfirborðsmeðferð osfrv., Til að bæta árangur hennar. Til dæmis getur glæðing aukið sveigjanleika og seigleika koparþynnunnar, en yfirborðsmeðferð (eins og oxun eða húðun) getur aukið tæringarþol og viðloðun koparþynnunnar.

Í stuttu máli, þó að framleiðslu- og framleiðsluferlið koparþynnu sé flókið, hefur framleiðsla vörunnar mikil áhrif á nútímalíf okkar. Þetta er birtingarmynd tækniframfara, umbreyta náttúruauðlindum í hátæknivörur með nákvæmri framleiðslutækni.

Hins vegar fylgir framleiðsluferli koparþynnunnar einnig áskorunum, þar á meðal orkunotkun, umhverfisáhrifum osfrv. Samkvæmt skýrslu krefst framleiðsla á 1 tonni af kopar um 220GJ af orku og veldur 2,2 tonnum af koltvísýringslosun (Northey o.fl., 2014). Þess vegna þurfum við að finna skilvirkari og umhverfisvænni leiðir til að framleiða koparpappír.

Ein hugsanleg lausn er að nota endurunninn kopar til að framleiða koparpappír. Greint er frá því að orkunotkun við að framleiða endurunninn kopar sé aðeins 20% af orkunotkun frumkopars og það dregur úr nýtingu á kopargrýti (UNEP, 2011). Að auki, með framförum tækninnar, gætum við þróað skilvirkari og orkusparandi framleiðsluaðferðir fyrir koparþynnu, sem draga enn frekar úr umhverfisáhrifum þeirra.

Að lokum, framleiðslu- og framleiðsluferli koparþynnu er tæknilegt svið fullt af áskorunum og tækifærum. Þrátt fyrir að við höfum náð umtalsverðum árangri er enn mikið verk óunnið til að tryggja að koparþynnur geti uppfyllt daglegar þarfir okkar á sama tíma og umhverfið okkar vernda.