Folha de cobre, esta folha de cobre ultrafina aparentemente simples, possui um processo de fabricação altamente delicado e complexo. Esse processo inclui principalmente a extração e o refino de cobre, a fabricação de folhas de cobre e as etapas de pós-processamento.
O primeiro passo é a extração e o refino do cobre. De acordo com dados da Pesquisa Geológica dos Estados Unidos (USGS), a produção global de minério de cobre atingiu 20 milhões de toneladas em 2021 (USGS, 2021). Após a extração de minério de cobre, através de etapas como esmagamento, moagem e flutuação, podem ser obtidos concentrados de cobre com cerca de 30% de conteúdo de cobre. Esses concentrados de cobre passam por um processo de refino, incluindo fundição, refino de conversor e eletrólise, produzindo cobre eletrolítico com uma pureza tão alta quanto 99,99%.
Em seguida, vem o processo de fabricação de folha de cobre, que pode ser dividido em dois tipos, dependendo do método de fabricação: folha de cobre eletrolítica e papel alumínio de cobre rolado.
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, acionados pela corrente, avançam em direção ao cátodo e formam depósitos de cobre na superfície do cátodo. A espessura da folha de cobre eletrolítica geralmente varia de 5 a 200 micrômetros, que podem ser controlados com precisão de acordo com as necessidades da tecnologia de placa de circuito impressa (PCB) (Yu, 1988).
A folha de cobre enrolada, por outro lado, é feita mecanicamente. Começando de uma folha de cobre com vários milímetros de espessura, é gradualmente diminuída ao rolar, produzindo financiamento de cobre com uma espessura no nível do micrômetro (Coombs Jr., 2007). Esse tipo de folha de cobre tem uma superfície mais suave que a folha de cobre eletrolítica, mas seu processo de fabricação consome mais energia.
Depois que a folha de cobre é fabricada, ela geralmente precisa se submeter ao 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 da 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 folha de cobre seja complexo, a produção 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 por meio de técnicas precisas de fabricação.
No entanto, o processo de fabricação de folhas de cobre também traz alguns desafios, incluindo consumo de energia, 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 ecológicas de produzir papel alumínio de cobre.
Uma solução possível é usar o cobre reciclado para produzir papel alumínio de cobre. É relatado que o consumo de energia da produção de cobre reciclado é de apenas 20% do de cobre primário e reduz a exploração de recursos de minério de cobre (UNEP, 2011). Além disso, com o avanço da tecnologia, podemos desenvolver técnicas de fabricação de folhas de cobre mais eficientes e que economizam energia, reduzindo ainda mais seu impacto ambiental.
Em conclusão, o processo de produção e fabricação de folha de cobre é um campo tecnológico cheio de desafios e oportunidades. Embora tenhamos feito um progresso significativo, ainda há muito trabalho a ser feito para garantir que a folha de cobre possa atender às nossas necessidades diárias e proteger nosso ambiente.
Hora de postagem: JUL-08-2023