Vario folijos gamybos ir gamybos procesas

Vario folija, šis iš pažiūros paprastas itin plonas vario lakštas, turi labai subtilų ir sudėtingą gamybos procesą.Šis procesas daugiausia apima vario išgavimą ir rafinavimą, vario folijos gamybą ir tolesnio apdorojimo etapus.

Pirmasis žingsnis yra vario išgavimas ir rafinavimas.Jungtinių Valstijų geologijos tarnybos (USGS) duomenimis, pasaulinė vario rūdos gamyba 2021 m. pasiekė 20 mln. tonų (USGS, 2021).Išgavus vario rūdą, atliekant tokius veiksmus kaip smulkinimas, šlifavimas ir flotacija, galima gauti vario koncentratą, kuriame yra apie 30 % vario.Tada šie vario koncentratai yra rafinuojami, įskaitant lydymą, rafinavimą konverteriu ir elektrolizę, ir galiausiai gaunamas elektrolitinis varis, kurio grynumas siekia net 99,99%.

Toliau seka varinės folijos gamybos procesas, kurį galima suskirstyti į du tipus, atsižvelgiant į gamybos būdą: elektrolitinę vario foliją ir valcuotą vario foliją.

Elektrolitinė vario folija gaminama elektrolizės būdu.Elektrolitiniame elemente vario anodas palaipsniui ištirpsta veikiant elektrolitui, o vario jonai, varomi srovės, juda link katodo ir sudaro vario nuosėdas ant katodo paviršiaus.Elektrolitinio vario folijos storis paprastai svyruoja nuo 5 iki 200 mikrometrų, kuriuos galima tiksliai valdyti pagal spausdintinės plokštės (PCB) technologijos poreikius (Yu, 1988).

Kita vertus, valcuota vario folija gaminama mechaniškai.Pradedant nuo kelių milimetrų storio vario lakšto, jis palaipsniui ploninamas valcuojant, galiausiai gaunama varinė folija, kurios storis yra mikrometro lygyje (Coombs Jr., 2007).Šio tipo vario folija yra lygesnio paviršiaus nei elektrolitinė vario folija, tačiau jos gamybos procesas sunaudoja daugiau energijos.

Pagaminus vario foliją, paprastai ją reikia apdoroti, įskaitant atkaitinimą, paviršiaus apdorojimą ir kt., kad pagerintų jos veikimą.Pavyzdžiui, atkaitinimas gali padidinti varinės folijos lankstumą ir kietumą, o paviršiaus apdorojimas (toks kaip oksidacija arba padengimas) gali padidinti vario folijos atsparumą korozijai ir sukibimą.

Apibendrinant galima teigti, kad nors vario folijos gamybos ir gamybos procesas yra sudėtingas, produkto produkcija daro didelę įtaką mūsų šiuolaikiniam gyvenimui.Tai technologinės pažangos apraiška, paverčiant gamtos išteklius aukštųjų technologijų produktais, naudojant tikslias gamybos technologijas.

Tačiau vario folijos gamybos procesas taip pat kelia tam tikrų iššūkių, įskaitant energijos suvartojimą, poveikį aplinkai ir kt. Remiantis ataskaita, 1 tonai vario pagaminti reikia apie 220 GJ energijos ir išskiriama 2,2 tonos anglies dioksido (Northey). ir kt., 2014).Todėl turime rasti efektyvesnių ir aplinką tausojančių būdų vario folijai gaminti.

Vienas iš galimų sprendimų yra naudoti perdirbtą varį vario folijai gaminti.Pranešama, kad perdirbto vario gamyboje sunaudojama tik 20% pirminio vario energijos, o tai sumažina vario rūdos išteklių naudojimą (UNEP, 2011).Be to, tobulėjant technologijoms, galime sukurti efektyvesnius ir energiją taupančius vario folijos gamybos būdus, dar labiau sumažindami jų poveikį aplinkai.

Apibendrinant galima pasakyti, kad vario folijos gamybos ir gamybos procesas yra technologinė sritis, kupina iššūkių ir galimybių.Nors padarėme didelę pažangą, dar reikia daug nuveikti, kad vario folija atitiktų mūsų kasdienius poreikius ir apsaugotų aplinką.