A lámina de cobre, esta lámina ultrafina de cobre aparentemente sinxela, ten un proceso de fabricación moi delicado e complexo. Este proceso inclúe principalmente a extracción e o refinado do cobre, a fabricación da lámina de cobre e os pasos de posprocesamento.
O primeiro paso é a extracción e o refinado do cobre. Segundo datos do Servizo Xeolóxico dos Estados Unidos (USGS), a produción mundial de mineral de cobre alcanzou os 20 millóns de toneladas en 2021 (USGS, 2021). Tras a extracción do mineral de cobre, mediante pasos como a trituración, a moenda e a flotación, pódese obter un concentrado de cobre cun contido de cobre aproximado do 30 %. Estes concentrados de cobre sométense a un proceso de refinado, que inclúe fusión, refinado por conversor e electrólise, producindo finalmente cobre electrolítico cunha pureza de ata o 99,99 %.
A continuación vén o proceso de fabricación da lámina de cobre, que se pode dividir en dous tipos dependendo do método de fabricación: lámina de cobre electrolítico e lámina de cobre laminada.
A lámina de cobre electrolítico fabrícase mediante un proceso electrolítico. Nunha cela electrolítica, o ánodo de cobre disólvese gradualmente baixo a acción do electrolito e os ións de cobre, impulsados pola corrente, móvense cara ao cátodo e forman depósitos de cobre na superficie do cátodo. O grosor da lámina de cobre electrolítico adoita oscilar entre os 5 e os 200 micrómetros, o que se pode controlar con precisión segundo as necesidades da tecnoloxía das placas de circuíto impreso (PCB) (Yu, 1988).
A lámina de cobre laminada, pola súa banda, fabrícase mecanicamente. Partindo dunha lámina de cobre de varios milímetros de grosor, vaise adelgazando gradualmente mediante laminación, producindo finalmente unha lámina de cobre cun grosor do nivel de micrómetros (Coombs Jr., 2007). Este tipo de lámina de cobre ten unha superficie máis lisa que a lámina de cobre electrolítico, pero o seu proceso de fabricación consome máis enerxía.
Despois de fabricar a lámina de cobre, normalmente necesita ser sometida a un posprocesamento, incluíndo recocido, tratamento superficial, etc., para mellorar o seu rendemento. Por exemplo, o recocido pode mellorar a ductilidade e a tenacidade da lámina de cobre, mentres que o tratamento superficial (como a oxidación ou o revestimento) pode mellorar a resistencia á corrosión e a adhesión da lámina de cobre.
En resumo, aínda que o proceso de produción e fabricación de láminas de cobre é complexo, o produto que se obtén ten un profundo impacto na nosa vida moderna. Trátase dunha manifestación do progreso tecnolóxico, que transforma os recursos naturais en produtos de alta tecnoloxía mediante técnicas de fabricación precisas.
Non obstante, o proceso de fabricación de lámina de cobre tamén presenta algúns desafíos, como o consumo de enerxía e o impacto ambiental. Segundo un informe, a produción dunha tonelada de cobre require uns 220 GJ de enerxía e xera 2,2 toneladas de emisións de dióxido de carbono (Northey et al., 2014). Polo tanto, necesitamos atopar formas máis eficientes e respectuosas co medio ambiente de producir lámina de cobre.
Unha posible solución é empregar cobre reciclado para producir lámina de cobre. Segundo se informa, o consumo de enerxía para a produción de cobre reciclado é só o 20 % do do cobre primario, o que reduce a explotación dos recursos de mineral de cobre (PNUMA, 2011). Ademais, co avance da tecnoloxía, podemos desenvolver técnicas de fabricación de láminas de cobre máis eficientes e de aforro de enerxía, o que reducirá aínda máis o seu impacto ambiental.
En conclusión, o proceso de produción e fabricación de lámina de cobre é un campo tecnolóxico cheo de desafíos e oportunidades. Aínda que fixemos progresos significativos, aínda queda moito traballo por facer para garantir que a lámina de cobre poida satisfacer as nosas necesidades diarias e, ao mesmo tempo, protexer o noso medio ambiente.
Data de publicación: 08-07-2023