Vara folijas ražošanas un ražošanas process

Vara folijai, šai šķietami vienkāršajai īpaši plānajai vara loksnei, ir ļoti delikāts un sarežģīts ražošanas process. Šis process galvenokārt ietver vara ekstrakciju un attīrīšanu, vara folijas ražošanu un pēcapstrādes posmus.

Pirmais solis ir vara ieguve un attīrīšana. Saskaņā ar Amerikas Savienoto Valstu Ģeoloģijas dienesta (USGS) datiem vara rūdas ražošana pasaulē 2021. gadā sasniedza 20 miljonus tonnu (USGS, 2021). Pēc vara rūdas ekstrakcijas, veicot tādas darbības kā smalcināšana, slīpēšana un flotācija, var iegūt vara koncentrātu ar aptuveni 30% vara saturu. Šie vara koncentrāti pēc tam tiek pakļauti attīrīšanas procesam, tostarp kausēšanai, pārveidotāja rafinēšanai un elektrolīzei, kā rezultātā iegūst elektrolītisko varu ar tīrības pakāpi līdz 99,99%.

Tālāk seko vara folijas ražošanas process, ko atkarībā no ražošanas metodes var iedalīt divos veidos: elektrolītiskā vara folija un velmēta vara folija.

Elektrolītiskā vara folija tiek izgatavota elektrolītiskā procesā. Elektrolītiskajā šūnā vara anods elektrolīta iedarbībā pakāpeniski izšķīst, un vara joni, strāvas vadīti, virzās uz katodu un veido vara nogulsnes uz katoda virsmas. Elektrolītiskā vara folijas biezums parasti svārstās no 5 līdz 200 mikrometriem, ko var precīzi kontrolēt atbilstoši iespiedshēmas plates (PCB) tehnoloģijas vajadzībām (Yu, 1988).

Savukārt velmētā vara folija tiek izgatavota mehāniski. Sākot no vairākus milimetrus biezas vara loksnes, to pakāpeniski atšķaida velmējot, galu galā iegūstot vara foliju ar biezumu mikrometru līmenī (Coombs Jr., 2007). Šāda veida vara folijai ir gludāka virsma nekā elektrolītiskajai vara folijai, taču tās izgatavošanas process patērē vairāk enerģijas.

Pēc vara folijas izgatavošanas tai parasti ir jāveic pēcapstrāde, tostarp atkvēlināšana, virsmas apstrāde utt., lai uzlabotu tās veiktspēju. Piemēram, atkausēšana var uzlabot vara folijas elastību un stingrību, savukārt virsmas apstrāde (piemēram, oksidēšana vai pārklāšana) var uzlabot vara folijas izturību pret koroziju un adhēziju.

Kopumā, lai gan vara folijas ražošanas un ražošanas process ir sarežģīts, produkta izlaidei ir liela 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 ir nepieciešami aptuveni 220 GJ enerģijas, un tas rada 2,2 tonnas oglekļa dioksīda emisijas (Northey et al., 2014). Tāpēc mums ir jāatrod efektīvāki un videi draudzīgāki veidi, kā ražot vara foliju.

Viens no iespējamiem risinājumiem ir izmantot otrreiz pārstrādātu varu, lai ražotu vara foliju. Tiek ziņots, ka pārstrādātā vara ražošanas enerģijas patēriņš ir tikai 20% no primārā vara 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 ražošanas process ir izaicinājumu un iespēju pilna tehnoloģiskā joma. Lai gan esam panākuši ievērojamu progresu, joprojām ir daudz darāmā, lai nodrošinātu, ka vara folija var apmierināt mūsu ikdienas vajadzības, vienlaikus aizsargājot mūsu vidi.