Atkaitinama valcuota vario folija: padidinkite našumą pažangioms programoms

Aukštųjų technologijų pramonės šakose, tokiose kaip elektronikos gamyba, atsinaujinanti energija ir aviacija,valcuota vario folijayra vertinamas už puikų laidumą, lankstumą ir lygų paviršių. Tačiau be tinkamo atkaitinimo valcuota varinė folija gali nukentėti nuo darbo sukietėjimo ir liekamojo įtempimo, o tai apriboja jos naudojimą. Atkaitinimas yra svarbus procesas, patobulinantis mikrostruktūrąvario folija, pagerina jo savybes reiklioms reikmėms. Šiame straipsnyje gilinamasi į atkaitinimo principus, jo įtaką medžiagos veikimui ir tinkamumą įvairiems aukščiausios klasės gaminiams.

1. Atkaitinimo procesas: mikrostruktūros keitimas, siekiant geresnių savybių

Valcavimo proceso metu vario kristalai suspaudžiami ir pailgėja, sukuriant pluoštinę struktūrą, užpildytą išnirimais ir liekamuoju įtempimu. Dėl šio darbo grūdinimo padidėja kietumas, sumažėja plastiškumas (pailgėjimas tik 3–5 %) ir šiek tiek sumažėja laidumas iki maždaug 98 % IACS (tarptautinis atkaitinto vario standartas). Atkaitinimas sprendžia šias problemas per kontroliuojamą seką „šildymas, laikymas ir vėsinimas“.

1. Šildymo fazė:vario folijaKaitinamas iki rekristalizacijos temperatūros, paprastai 200–300 °C grynam variui, kad suaktyvėtų atominis judėjimas.
2. Laikymo fazė: Palaikant šią temperatūrą 2–4 valandas, iškreipti grūdai gali suirti ir susidaryti nauji, lygiagrečiai grūdeliai, kurių dydis svyruoja nuo 10 iki 30 μm.
3. Aušinimo fazė: Lėtas aušinimo greitis ≤5°C/min neleidžia atsirasti naujiems įtempiams.

Pagalbiniai duomenys:

• Atkaitinimo temperatūra tiesiogiai įtakoja grūdelių dydį. Pavyzdžiui, 250 ° C temperatūroje pasiekiami maždaug 15 μm grūdeliai, todėl tempiamasis stipris yra 280 MPa. Padidinus temperatūrą iki 300°C, grūdeliai padidėja iki 25μm, o stiprumas sumažėja iki 220 MPa.
• Tinkamas laikymo laikas yra labai svarbus. 280 °C temperatūroje 3 valandų palaikymas užtikrina daugiau nei 98% perkristalizaciją, kaip patvirtinta rentgeno spindulių difrakcijos analize.

2. Pažangi atkaitinimo įranga: tikslumas ir oksidacijos prevencija

Veiksmingam atkaitinimui reikalingos specializuotos nuo dujomis apsaugotos krosnys, kad būtų užtikrintas vienodas temperatūros pasiskirstymas ir išvengta oksidacijos:

1. Krosnies dizainas: Nepriklausomas kelių zonų temperatūros valdymas (pvz., šešių zonų konfigūracija) užtikrina, kad temperatūros svyravimai per visą folijos plotį neviršytų ±1,5 °C.
2. Apsauginė atmosfera: Įvedus didelio grynumo azotą (≥ 99,999 %) arba azoto ir vandenilio mišinį (3–5 % H₂), deguonies lygis yra mažesnis nei 5 ppm, neleidžiant susidaryti vario oksidams (oksido sluoksnio storis < 10 nm).
3. Perdavimo sistema: Neįtemptas ritininis transportavimas išlaiko folijos lygumą. Pažangios vertikalios atkaitinimo krosnys gali veikti iki 120 metrų per minutę greičiu, o vienos krosnies dienos našumas – 20 tonų.

Atvejo analizė: Klientas, naudodamas neinertinių dujų atkaitinimo krosnį, patyrė rausvą oksidacijąvario folijapaviršius (deguonies kiekis iki 50 ppm), todėl ėsdinant susidaro įbrėžimai. Perjungus į apsauginės atmosferos krosnį, paviršiaus šiurkštumas (Ra) buvo ≤0,4 μm ir pagerėjo ėsdinimo išeiga iki 99,6%.

3. Našumo didinimas: nuo „pramoninės žaliavos“ iki „funkcinės medžiagos“

Atkaitinta vario folijarodo reikšmingus patobulinimus:

Dėl šių patobulinimų atkaitinta vario folija idealiai tinka:

1. Lanksčios spausdintinės grandinės (FPC): Su pailgėjimu daugiau nei 20%, folija atlaiko daugiau nei 100 000 dinaminio lenkimo ciklų, atitinkančių sulankstomų įrenginių reikalavimus.
2. Ličio jonų baterijų srovės kolektoriai: Minkštesnės folijos (HV<90) atsparios įtrūkimams dengiant elektrodą, o itin plonos 6 μm folijos išlaiko svorio konsistenciją ±3 % ribose.
3. Aukšto dažnio substratai: Paviršiaus šiurkštumas mažesnis nei 0,5 μm sumažina signalo praradimą ir sumažina įterpimo praradimą 15 % esant 28 GHz dažniui.
4. Elektromagnetinės ekranavimo medžiagos: 101 % IACS laidumas užtikrina bent 80 dB ekranavimo efektyvumą esant 1 GHz.

4. CIVEN METAL: novatoriška pramonėje pirmaujanti atkaitinimo technologija

CIVEN METAL pasiekė keletą pažangos atkaitinimo technologijoje:

1. Protingas temperatūros valdymas: Naudojant PID algoritmus su infraraudonųjų spindulių grįžtamuoju ryšiu, pasiekiamas ±1°C temperatūros valdymo tikslumas.
2. Patobulintas sandarinimas: Dviejų sluoksnių krosnies sienelės su dinamine slėgio kompensacija sumažina dujų sąnaudas 30%.
3. Grūdų orientacijos kontrolė: Taikant gradientinį atkaitinimą, gaunamos skirtingo kietumo folijos išilgai jų ilgio, su vietiniais stiprumo skirtumais iki 20%, tinka sudėtingiems štampuotiems komponentams.

Patvirtinimas: CIVEN METAL RTF-3 atvirkštinio apdorojimo folija, po atkaitinimo, buvo patvirtinta klientų, kad būtų galima naudoti 5G bazinių stočių PCB, sumažinant dielektrinius nuostolius iki 0,0015 esant 10 GHz ir padidinant perdavimo spartą 12%.

5. Išvada: strateginė atkaitinimo svarba vario folijos gamyboje

Atkaitinimas yra daugiau nei „šilumos ir vėsinimo“ procesas; tai sudėtinga medžiagų mokslo ir inžinerijos integracija. Manipuliuojant mikrostruktūrinėmis savybėmis, tokiomis kaip grūdelių ribos ir dislokacijos,vario folijapereina iš „užtempto“ į „funkcinę“ būseną, o tai yra 5G ryšių, elektrinių transporto priemonių ir nešiojamų technologijų pažangos pagrindas. Vystantis atkaitinimo procesams, siekiant didesnio intelekto ir tvarumo, pvz., CIVEN METAL kuriant vandeniliu varomas krosnis, sumažinančias CO₂ emisiją 40 %, valcuota vario folija yra pasirengusi atskleisti naujas pažangiausias galimybes.