Vara folija, šī šķietami vienkāršā, īpaši plānā vara loksne, tiek ražota ļoti delikātā un sarežģītā procesā. Šis process galvenokārt ietver vara ieguvi un rafinēšanu, vara folijas ražošanu un pēcapstrādes darbības.
Pirmais solis ir vara ieguve un rafinēšana. Saskaņā ar Amerikas Savienoto Valstu Ģeoloģijas dienesta (USGS) datiem, vara rūdas globālā ieguve 2021. gadā sasniedza 20 miljonus tonnu (USGS, 2021). Pēc vara rūdas ieguves, veicot tādus soļus kā drupināšana, malšana un flotācija, var iegūt vara koncentrātu ar aptuveni 30% vara saturu. Šie vara koncentrāti pēc tam tiek pakļauti rafinēšanas procesam, tostarp kausēšanai, konvertera rafinēšanai un elektrolīzei, galu galā iegūstot elektrolītisku varu ar tīrības pakāpi līdz pat 99,99%.
Tālāk seko vara folijas ražošanas process, ko var iedalīt divos veidos atkarībā no ražošanas metodes: elektrolītiskā vara folija un velmētā vara folija.
Elektrolītiskā vara folija tiek izgatavota elektrolītiskā procesā. Elektrolītiskajā šūnā vara anods elektrolīta ietekmē pakāpeniski izšķīst, un strāvas vadītie vara joni pārvietojas katoda virzienā un veido vara nogulsnes uz katoda virsmas. Elektrolītiskās vara folijas biezums parasti svārstās no 5 līdz 200 mikrometriem, ko var precīzi kontrolēt atbilstoši iespiedshēmas plates (PCB) tehnoloģijas vajadzībām (Yu, 1988).
Savukārt velmēta vara folija tiek izgatavota mehāniski. Sākot no vairākus milimetrus biezas vara loksnes, to pakāpeniski atšķaida, velmējot, galu galā iegūstot vara foliju ar mikrometra biezumu (Coombs Jr., 2007). Šāda veida vara folijai ir gludāka virsma nekā elektrolītiskai vara folijai, taču tās ražošanas process patērē vairāk enerģijas.
Pēc vara folijas izgatavošanas tā parasti ir jāapstrādā pēc tās apstrādes, tostarp jāatkvēlina, jāapstrādā virsmas apstrāde utt., lai uzlabotu tās veiktspēju. Piemēram, atkvēlināšana var uzlabot vara folijas elastību un izturību, savukārt virsmas apstrāde (piemēram, oksidēšana vai pārklāšana) var uzlabot vara folijas izturību pret koroziju un saķeri.
Rezumējot, lai gan vara folijas ražošanas un izgatavošanas process ir sarežģīts, saražotajam produktam ir milzīga ietekme uz mūsu mūsdienu dzīvi. Tā ir tehnoloģiskā progresa izpausme, pārveidojot dabas resursus augsto tehnoloģiju produktos, izmantojot precīzas ražošanas metodes.
Tomēr vara folijas ražošanas process rada arī dažas problēmas, tostarp enerģijas patēriņu, ietekmi uz vidi utt. Saskaņā ar ziņojumu, 1 tonnas vara ražošanai nepieciešami aptuveni 220 GJ enerģijas un tiek radītas 2,2 tonnas oglekļa dioksīda emisijas (Northey et al., 2014). Tāpēc mums ir jāatrod efektīvāki un videi draudzīgāki vara folijas ražošanas veidi.
Viens no iespējamiem risinājumiem ir izmantot pārstrādātu varu vara folijas ražošanā. Tiek ziņots, ka pārstrādāta vara ražošanas enerģijas patēriņš ir tikai 20% no primārā vara ražošanas enerģijas patēriņa, un tas samazina vara rūdas resursu izmantošanu (UNEP, 2011). Turklāt, attīstoties tehnoloģijām, mēs varam izstrādāt efektīvākas un enerģiju taupošākas vara folijas ražošanas metodes, vēl vairāk samazinot to ietekmi uz vidi.
Noslēgumā jāsaka, ka vara folijas ražošanas un izgatavošanas process ir tehnoloģiju joma, kas ir pilna ar izaicinājumiem un iespējām. Lai gan esam panākuši ievērojamu progresu, vēl ir daudz darāmā, lai nodrošinātu, ka vara folija var apmierināt mūsu ikdienas vajadzības, vienlaikus aizsargājot vidi.
Publicēšanas laiks: 2023. gada 8. jūlijs