A folha de cobre, esta folha de cobre ultrafina aparentemente simples, tem um processo de fabricação altamente delicado e complexo. Este processo inclui principalmente a extração e refino de cobre, a fabricação de folhas de cobre e etapas de pós-processamento.
A primeira etapa é a extração e refino do cobre. Segundo 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, pode-se obter 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 por conversor e eletrólise, resultando em cobre eletrolítico com pureza de até 99,99%.
Em seguida vem o processo de fabricação da folha de cobre, que pode ser dividida em dois tipos dependendo do método de fabricação: folha de cobre eletrolítica e folha de cobre laminada.
A folha de cobre eletrolítica é feita através 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, que pode ser controlada com precisão de acordo com as necessidades da tecnologia de placa de circuito impresso (PCB) (Yu, 1988).
A folha de cobre laminada, por outro lado, é feita mecanicamente. A partir de uma folha de cobre com vários milímetros de espessura, ela é gradualmente afinada por laminação, eventualmente produzindo uma folha de cobre com espessura de nível micrométrico (Coombs Jr., 2007). Este tipo de folha de cobre tem uma superfície mais lisa que a folha de cobre eletrolítica, mas seu processo de fabricação consome mais energia.
Após a fabricação da folha de cobre, ela geralmente precisa passar por pós-processamento, incluindo recozimento, tratamento de superfície, etc., 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 aumentar a resistência à corrosão e a adesão da folha de cobre.
Em resumo, embora o processo de produção e fabricação de folhas de cobre seja complexo, o resultado do produto tem um impacto profundo em nossa vida moderna. Esta é uma manifestação do progresso tecnológico, transformando recursos naturais em produtos de alta tecnologia através de técnicas de fabricação precisas.
No entanto, o processo de fabricação de folhas de cobre também traz alguns desafios, incluindo consumo de energia, impacto ambiental, etc. Segundo 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 (Norte e outros, 2014). Portanto, precisamos encontrar formas mais eficientes e ecologicamente corretas de produzir folhas de cobre.
Uma solução possível é usar cobre reciclado para produzir folhas de cobre. É relatado que o consumo de energia para a produção de cobre reciclado é de apenas 20% do consumo de cobre primário e reduz a exploração dos recursos de minério de cobre (PNUMA, 2011). Além disso, com o avanço da tecnologia, poderemos desenvolver técnicas de fabricação de folhas de cobre mais eficientes e economizadoras de energia, reduzindo ainda mais o seu impacto ambiental.
Concluindo, 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 a folha de cobre possa atender às nossas necessidades diárias e, ao mesmo tempo, proteger o meio ambiente.
Horário da postagem: 08/07/2023