Velmētas vara folijas atkvēlināšana: uzlabotas veiktspējas nodrošināšana progresīvām lietojumprogrammām

Augsto tehnoloģiju nozarēs, piemēram, elektronikas ražošanā, atjaunojamās enerģijas nozarē un kosmosa rūpniecībā,velmēta vara folijatiek augstu vērtēta tās lieliskās vadītspējas, plastiskuma un gludās virsmas dēļ. Tomēr bez pienācīgas atkvēlināšanas velmēta vara folija var ciest no deformācijas sacietēšanas un atlikušā sprieguma, kas ierobežo tās lietojamību. Atkvēlināšana ir kritisks process, kas uzlabo mikrostruktūru.vara folija, uzlabojot tā īpašības prasīgiem lietojumiem. Šajā rakstā ir iedziļināti aplūkoti atkvēlināšanas principi, tās ietekme uz materiāla veiktspēju un piemērotība dažādiem augstas klases izstrādājumiem.

1. Atkvēlināšanas process: mikrostruktūras pārveidošana izcilu īpašību iegūšanai

Velmēšanas procesā vara kristāli tiek saspiesti un izstiepti, veidojot šķiedrainu struktūru, kas piepildīta ar dislokācijām un atlikušo spriegumu. Šī deformācijas sacietēšana palielina cietību, samazina elastību (pagarinājums ir tikai 3–5%) un nedaudz samazina vadītspēju līdz aptuveni 98% no IACS (Starptautiskais atkvēlinātā vara standarts). Atkvēlināšana risina šīs problēmas, izmantojot kontrolētu "sildīšanas-noturēšanas-dzesēšanas" secību:

1. Apkures fāzeThevara folijatiek uzkarsēts līdz rekristalizācijas temperatūrai, kas tīram varam parasti ir no 200 līdz 300 °C, lai aktivizētu atomu kustību.
2. Turēšanas fāzeŠīs temperatūras uzturēšana 2–4 ​​stundas ļauj deformētiem graudiem sadalīties un veidoties jauniem, vienāda lieluma graudiem, kuru izmērs ir no 10 līdz 30 μm.
3. Dzesēšanas fāzeLēns dzesēšanas ātrums ≤5°C/min novērš jaunu spriegumu rašanos.

Atbalsta dati:

• Atkvēlināšanas temperatūra tieši ietekmē graudu izmēru. Piemēram, 250 °C temperatūrā tiek sasniegti aptuveni 15 μm graudi, kā rezultātā stiepes izturība ir 280 MPa. Temperatūras paaugstināšana līdz 300 °C palielina graudu izmēru līdz 25 μm, samazinot izturību līdz 220 MPa.
• Atbilstošs turēšanas laiks ir ļoti svarīgs. 280°C temperatūrā 3 stundu turēšana nodrošina vairāk nekā 98% rekristalizāciju, ko apstiprina rentgenstaru difrakcijas analīze.

2. Uzlabotas atkvēlināšanas iekārtas: precizitāte un oksidēšanās novēršana

Efektīvai atkvēlināšanai ir nepieciešamas specializētas ar gāzi aizsargātas krāsnis, lai nodrošinātu vienmērīgu temperatūras sadalījumu un novērstu oksidēšanos:

1. Krāsns dizainsVairāku zonu neatkarīga temperatūras kontrole (piemēram, sešu zonu konfigurācija) nodrošina, ka temperatūras svārstības visā folijas platumā saglabājas ±1,5 °C robežās.
2. Aizsargājošā atmosfēraIevadot augstas tīrības pakāpes slāpekli (≥99,999%) vai slāpekļa un ūdeņraža maisījumu (3%-5% H₂), skābekļa līmenis tiek uzturēts zem 5 ppm, novēršot vara oksīdu veidošanos (oksīda slāņa biezums <10 nm).
3. Transportēšanas sistēmaBezspriegota veltņu transportēšana saglabā folijas līdzenumu. Uzlabotas vertikālās atkvēlināšanas krāsnis var darboties ar ātrumu līdz 120 metriem minūtē, un to dienas jauda ir 20 tonnas uz vienu krāsni.

Gadījuma izpēteKlients, kas izmantoja neinertas gāzes atkvēlināšanas krāsni, uz virsmas novēroja sarkanīgu oksidēšanos.vara folijavirsmas (skābekļa saturs līdz 50 ppm), kā rezultātā kodināšanas laikā rodas urbumi. Pārejot uz aizsargatmosfēras krāsni, virsmas raupjums (Ra) bija ≤0,4 μm un kodināšanas ražība uzlabojās līdz 99,6%.

3. Veiktspējas uzlabošana: no “rūpnieciskās izejvielas” līdz “funkcionālam materiālam”

Atkausēta vara folijauzrāda ievērojamus uzlabojumus:

Šie uzlabojumi padara atkvēlinātu vara foliju ideāli piemērotu:

1. Elastīgas iespiedshēmas (FPC)Ar pagarinājumu virs 20% folija iztur vairāk nekā 100 000 dinamiskās lieces ciklu, atbilstot salokāmo ierīču prasībām.
2. Litija jonu akumulatoru strāvas savācējiMīkstākas folijas (HV<90) ir izturīgas pret plaisāšanu elektroda pārklāšanas laikā, un īpaši plānas 6 μm folijas saglabā svara konsistenci ±3% robežās.
3. Augstas frekvences substrātiVirsmas raupjums zem 0,5 μm samazina signāla zudumus, samazinot ievietošanas zudumus par 15% pie 28 GHz.
4. Elektromagnētiskie ekranēšanas materiāli101% IACS vadītspēja nodrošina vismaz 80 dB ekranēšanas efektivitāti pie 1 GHz.

4. CIVEN METAL: Nozarē vadošā atkvēlināšanas tehnoloģija

CIVEN METAL ir sasniegusi vairākus sasniegumus atkvēlināšanas tehnoloģijā:

1. Inteliģenta temperatūras kontroleIzmantojot PID algoritmus ar infrasarkano atgriezenisko saiti, tiek panākta temperatūras kontroles precizitāte ±1°C.
2. Uzlabota blīvēšanaDivslāņu krāsns sienas ar dinamisko spiediena kompensāciju samazina gāzes patēriņu par 30%.
3. Graudu orientācijas kontroleAr gradienta atkvēlināšanas palīdzību iegūst folijas ar dažādu cietību visā to garumā, ar lokalizētām stiprības atšķirībām līdz pat 20%, kas ir piemērotas sarežģītu štancētu detaļu izgatavošanai.

ValidācijaKlienti ir apstiprinājuši CIVEN METAL RTF-3 apgrieztās apstrādes foliju pēc atkvēlināšanas izmantošanai 5G bāzes staciju PCB, samazinot dielektriskos zudumus līdz 0,0015 pie 10 GHz un palielinot pārraides ātrumu par 12%.

5. Secinājums: Atkvēlināšanas stratēģiskā nozīme vara folijas ražošanā

Atkvēlināšana ir vairāk nekā tikai "sildīšanas un dzesēšanas" process; tā ir sarežģīta materiālzinātnes un inženierzinātņu integrācija. Manipulējot mikrostruktūras iezīmes, piemēram, graudu robežas un dislokācijas,vara folijapāriet no “darbam rūdīta” stāvokļa uz “funkcionālu” stāvokli, kas ir pamatā 5G sakaru, elektrotransportlīdzekļu un valkājamo tehnoloģiju attīstībai. Atkvēlināšanas procesiem attīstoties lielākas inteliģences un ilgtspējības virzienā — piemēram, CIVEN METAL izstrādājot ar ūdeņradi darbināmas krāsnis, kas samazina CO₂ emisijas par 40 % —, velmēta vara folija ir gatava atklāt jaunu potenciālu modernākajos pielietojumos.