A folha de cobre, esta aparentemente simples lâmina ultrafina de cobre, possui um processo de fabricação extremamente delicado e complexo. Este processo inclui principalmente a extração e o refino do cobre, a fabricação da folha de cobre e etapas de pós-processamento.
O primeiro passo é a extração e o refino do cobre. De acordo com dados do Serviço Geológico dos Estados Unidos (USGS), a produção global de minério de cobre atingiu 20 milhões de toneladas em 2021 (USGS, 2021). Após a extração do minério de cobre, por meio de etapas como britagem, moagem e flotação, obtém-se um concentrado de cobre com cerca de 30% de teor de cobre. Esses concentrados de cobre passam então por um processo de refino, incluindo fundição, refino em conversor e eletrólise, resultando, por fim, em cobre eletrolítico com pureza de até 99,99%.
Em seguida, vem o processo de fabricação da folha de cobre, que pode ser dividido em dois tipos, dependendo do método de fabricação: folha de cobre eletrolítica e folha de cobre laminada.
A folha de cobre eletrolítico é fabricada por meio de um processo eletrolítico. Em uma célula eletrolítica, o ânodo de cobre se dissolve gradualmente sob a ação do eletrólito, e os íons de cobre, impulsionados pela corrente, movem-se em direção ao cátodo e formam depósitos de cobre na superfície do cátodo. A espessura da folha de cobre eletrolítico geralmente varia de 5 a 200 micrômetros, podendo ser controlada com precisão de acordo com as necessidades da tecnologia de placas de circuito impresso (PCB) (Yu, 1988).
A folha de cobre laminada, por outro lado, é fabricada mecanicamente. Partindo de uma chapa de cobre com alguns milímetros de espessura, ela é gradualmente afinada por laminação, produzindo, por fim, uma folha de cobre com espessura na ordem de micrômetros (Coombs Jr., 2007). Esse tipo de folha de cobre possui uma superfície mais lisa do que a folha de cobre eletrolítica, mas seu processo de fabricação consome mais energia.
Após a fabricação da folha de cobre, geralmente é necessário realizar processos posteriores, como recozimento e tratamento de superfície, para melhorar seu desempenho. Por exemplo, o recozimento pode aumentar a ductilidade e a tenacidade da folha de cobre, enquanto o tratamento de superfície (como oxidação ou revestimento) pode melhorar a resistência à corrosão e a adesão da folha.
Em resumo, embora o processo de produção e fabricação da folha de cobre seja complexo, o produto final tem um impacto profundo em nossa vida moderna. Isso é uma manifestação do progresso tecnológico, que transforma recursos naturais em produtos de alta tecnologia por meio de técnicas de fabricação precisas.
No entanto, o processo de fabricação de folhas de cobre também apresenta alguns desafios, incluindo o consumo de energia, o impacto ambiental, etc. De acordo com um relatório, a produção de 1 tonelada de cobre requer cerca de 220 GJ de energia e gera 2,2 toneladas de emissões de dióxido de carbono (Northey et al., 2014). Portanto, precisamos encontrar maneiras mais eficientes e ecologicamente corretas de produzir folhas de cobre.
Uma possível solução é utilizar cobre reciclado para produzir folhas de cobre. Relata-se que o consumo de energia para produzir cobre reciclado é de apenas 20% do consumo de energia para produzir cobre primário, reduzindo assim a exploração de recursos de minério de cobre (PNUMA, 2011). Além disso, com o avanço da tecnologia, podemos desenvolver técnicas de fabricação de folhas de cobre mais eficientes e com menor consumo de energia, reduzindo ainda mais seu impacto ambiental.
Em conclusão, o processo de produção e fabricação de folhas de cobre é um campo tecnológico repleto de desafios e oportunidades. Embora tenhamos feito progressos significativos, ainda há muito trabalho a ser feito para garantir que as folhas de cobre atendam às nossas necessidades diárias, ao mesmo tempo que protegem o meio ambiente.
Data da publicação: 08/07/2023