Медното фолио, този на пръв поглед прост ултратънък меден лист, има изключително деликатен и сложен производствен процес. Този процес включва главно извличане и рафиниране на мед, производство на медно фолио и последващи стъпки на обработка.
Първата стъпка е добивът и рафинирането на мед. Според данни на Геоложката служба на САЩ (USGS), световното производство на медна руда е достигнало 20 милиона тона през 2021 г. (USGS, 2021). След добива на медна руда, чрез стъпки като раздробяване, смилане и флотация, може да се получи меден концентрат с около 30% съдържание на мед. Тези медни концентрати след това преминават през процес на рафиниране, включващ топене, конверторно рафиниране и електролиза, като в крайна сметка се получава електролитна мед с чистота до 99,99%.
Следва производственият процес на медно фолио, което може да се раздели на два вида в зависимост от метода на производство: електролитно медно фолио и валцувано медно фолио.
Електролитичното медно фолио се изработва чрез електролитен процес. В електролитна клетка медният анод постепенно се разтваря под действието на електролита, а медните йони, задвижвани от тока, се придвижват към катода и образуват медни отлагания върху повърхността на катода. Дебелината на електролитичното медно фолио обикновено варира от 5 до 200 микрометра, което може да се контролира прецизно според нуждите на технологията за печатни платки (PCB) (Yu, 1988).
Валцуваното медно фолио, от друга страна, се произвежда механично. Започвайки от меден лист с дебелина няколко милиметра, той постепенно се изтънява чрез валцоване, като в крайна сметка се получава медно фолио с дебелина на ниво микрометър (Coombs Jr., 2007). Този вид медно фолио има по-гладка повърхност от електролитното медно фолио, но производственият му процес консумира повече енергия.
След производството на медното фолио, то обикновено трябва да премине през последваща обработка, включително отгряване, повърхностна обработка и др., за да се подобрят неговите характеристики. Например, отгряването може да подобри пластичността и здравината на медното фолио, докато повърхностната обработка (като окисляване или покритие) може да подобри устойчивостта на корозия и адхезията на медното фолио.
В обобщение, въпреки че производственият процес на медно фолио е сложен, продукцията оказва дълбоко влияние върху съвременния ни живот. Това е проява на технологичния прогрес, превръщащ природните ресурси във високотехнологични продукти чрез прецизни производствени техники.
Процесът на производство на медно фолио обаче носи и някои предизвикателства, включително консумация на енергия, въздействие върху околната среда и др. Според доклад, производството на 1 тон мед изисква около 220 GJ енергия и генерира 2,2 тона емисии на въглероден диоксид (Northey et al., 2014). Следователно, трябва да намерим по-ефективни и екологични начини за производство на медно фолио.
Едно възможно решение е използването на рециклирана мед за производство на медно фолио. Съобщава се, че консумацията на енергия за производството на рециклирана мед е само 20% от тази на първичната мед и това намалява експлоатацията на медните руди (UNEP, 2011). Освен това, с напредъка на технологиите, можем да разработим по-ефективни и енергоспестяващи техники за производство на медно фолио, като по този начин допълнително намалим въздействието им върху околната среда.
В заключение, производството и преработката на медно фолио е технологична област, пълна с предизвикателства и възможности. Въпреки че сме постигнали значителен напредък, все още има много работа, за да се гарантира, че медното фолио може да отговори на ежедневните ни нужди, като същевременно опазва околната среда.
Време на публикуване: 08 юли 2023 г.