Ủ nhiệt lá đồng cán: Khai phá hiệu năng vượt trội cho các ứng dụng tiên tiến

Trong các ngành công nghệ cao như sản xuất điện tử, năng lượng tái tạo và hàng không vũ trụ,lá đồng cánĐồng tấm được đánh giá cao nhờ khả năng dẫn điện tuyệt vời, tính dễ uốn và bề mặt nhẵn. Tuy nhiên, nếu không được ủ đúng cách, đồng tấm cán có thể bị cứng hóa và ứng suất dư, làm hạn chế khả năng sử dụng. Ủ là một quá trình quan trọng giúp tinh chỉnh cấu trúc vi mô của đồng tấm.lá đồngBài viết này đi sâu vào các nguyên lý của quá trình ủ nhiệt, tác động của nó đến hiệu suất vật liệu và tính phù hợp của nó đối với nhiều sản phẩm cao cấp khác nhau.

1. Quá trình ủ nhiệt: Biến đổi cấu trúc vi mô để đạt được các đặc tính vượt trội

Trong quá trình cán, các tinh thể đồng bị nén và kéo dài, tạo ra cấu trúc dạng sợi chứa đầy các sai lệch cấu trúc và ứng suất dư. Quá trình làm cứng này dẫn đến độ cứng tăng, độ dẻo giảm (độ giãn chỉ còn 3%-5%) và độ dẫn điện giảm nhẹ xuống khoảng 98% theo tiêu chuẩn IACS (Tiêu chuẩn Đồng ủ Quốc tế). Quá trình ủ giải quyết những vấn đề này thông qua chu trình “gia nhiệt-giữ nhiệt-làm nguội” được kiểm soát:

1. Giai đoạn gia nhiệt: Cáilá đồngNó được nung nóng đến nhiệt độ kết tinh lại, thường là từ 200-300°C đối với đồng nguyên chất, để kích hoạt sự chuyển động của các nguyên tử.
2. Giai đoạn giữDuy trì nhiệt độ này trong 2-4 giờ cho phép các hạt bị biến dạng phân hủy và hình thành các hạt mới, có hình dạng đều, với kích thước từ 10-30μm.
3. Giai đoạn làm nguộiTốc độ làm nguội chậm (≤5°C/phút) giúp ngăn ngừa sự phát sinh ứng suất mới.

Dữ liệu hỗ trợ:

• Nhiệt độ ủ ảnh hưởng trực tiếp đến kích thước hạt. Ví dụ, ở 250°C, kích thước hạt đạt khoảng 15μm, dẫn đến độ bền kéo là 280 MPa. Tăng nhiệt độ lên 300°C sẽ làm tăng kích thước hạt lên 25μm, làm giảm độ bền xuống còn 220 MPa.
• Thời gian giữ nhiệt thích hợp là rất quan trọng. Ở 280°C, giữ nhiệt trong 3 giờ đảm bảo tỷ lệ kết tinh lại trên 98%, điều này đã được xác minh bằng phân tích nhiễu xạ tia X.

2. Thiết bị ủ nhiệt tiên tiến: Độ chính xác và khả năng ngăn ngừa oxy hóa.

Quá trình ủ nhiệt hiệu quả đòi hỏi phải sử dụng các lò nung chuyên dụng có lớp bảo vệ bằng khí để đảm bảo phân bố nhiệt độ đồng đều và ngăn ngừa quá trình oxy hóa:

1. Thiết kế lò nung: Hệ thống điều khiển nhiệt độ độc lập nhiều vùng (ví dụ: cấu hình sáu vùng) đảm bảo sự chênh lệch nhiệt độ trên toàn chiều rộng của màng phim nằm trong phạm vi ±1,5°C.
2. Môi trường bảo vệViệc đưa vào nitơ có độ tinh khiết cao (≥99,999%) hoặc hỗn hợp nitơ-hydro (3%-5% H₂) giúp giữ nồng độ oxy dưới 5 ppm, ngăn ngừa sự hình thành oxit đồng (độ dày lớp oxit <10 nm).
3. Hệ thống vận chuyểnHệ thống vận chuyển con lăn không căng giúp duy trì độ phẳng của lá kim loại. Lò ủ thẳng đứng tiên tiến có thể hoạt động với tốc độ lên đến 120 mét mỗi phút, với công suất 20 tấn mỗi lò mỗi ngày.

Nghiên cứu trường hợpMột khách hàng sử dụng lò ủ không dùng khí trơ đã gặp phải hiện tượng oxy hóa chuyển sang màu đỏ trên sản phẩm.lá đồngbề mặt (hàm lượng oxy lên đến 50 ppm) dẫn đến hình thành các gờ trong quá trình khắc. Việc chuyển sang lò nung có môi trường bảo vệ đã giúp đạt được độ nhám bề mặt (Ra) ≤0,4μm và cải thiện hiệu suất khắc lên 99,6%.

3. Nâng cao hiệu suất: Từ “Nguyên liệu thô công nghiệp” đến “Vật liệu chức năng”

Lá đồng đã ủThể hiện sự cải thiện đáng kể:

Những cải tiến này làm cho lá đồng đã được ủ trở nên lý tưởng cho:

1. Mạch in linh hoạt (FPC)Với độ giãn dài trên 20%, màng nhôm này chịu được hơn 100.000 chu kỳ uốn cong động, đáp ứng được yêu cầu của các thiết bị có thể gập lại.
2. Bộ thu dòng điện của pin Li-ionCác lá kim loại mềm hơn (HV<90) có khả năng chống nứt trong quá trình phủ điện cực, và các lá kim loại siêu mỏng 6μm duy trì độ đồng nhất về trọng lượng trong phạm vi ±3%.
3. Chất nền tần số caoĐộ nhám bề mặt dưới 0,5μm giúp giảm tổn hao tín hiệu, giảm tổn hao chèn 15% ở tần số 28 GHz.
4. Vật liệu chắn điện từĐộ dẫn điện 101% IACS đảm bảo hiệu quả chắn sóng ít nhất 80 dB ở tần số 1 GHz.

4. CIVEN METAL: Công nghệ ủ nhiệt tiên phong hàng đầu trong ngành

CIVEN METAL đã đạt được một số tiến bộ trong công nghệ ủ nhiệt:

1. Điều khiển nhiệt độ thông minhSử dụng thuật toán PID với phản hồi hồng ngoại, đạt được độ chính xác điều khiển nhiệt độ ±1°C.
2. Khả năng niêm phong được cải tiếnVách lò hai lớp với hệ thống bù áp suất động giúp giảm tiêu thụ khí đốt đến 30%.
3. Kiểm soát hướng hạtThông qua quá trình ủ nhiệt theo gradient, tạo ra các lá kim loại có độ cứng khác nhau dọc theo chiều dài, với sự chênh lệch độ bền cục bộ lên đến 20%, phù hợp cho các chi tiết dập phức tạp.

Xác thựcMàng mỏng RTF-3 được xử lý ngược của CIVEN METAL, sau khi ủ nhiệt, đã được khách hàng xác nhận sử dụng trong PCB trạm gốc 5G, giúp giảm tổn hao điện môi xuống 0,0015 ở tần số 10 GHz và tăng tốc độ truyền tải lên 12%.

5. Kết luận: Tầm quan trọng chiến lược của quá trình ủ nhiệt trong sản xuất lá đồng

Ủ nhiệt không chỉ đơn thuần là quá trình "nung nóng - làm nguội"; nó là sự tích hợp tinh vi giữa khoa học vật liệu và kỹ thuật. Bằng cách điều chỉnh các đặc điểm vi cấu trúc như ranh giới hạt và sai lệch mạng tinh thể,lá đồngQuá trình chuyển đổi từ trạng thái "cứng cáp" sang trạng thái "hoạt động hiệu quả" là nền tảng cho những tiến bộ trong truyền thông 5G, xe điện và công nghệ thiết bị đeo. Khi các quy trình ủ nhiệt phát triển theo hướng thông minh và bền vững hơn—chẳng hạn như việc CIVEN METAL phát triển lò nung chạy bằng hydro giúp giảm 40% lượng khí thải CO₂—lá đồng cán mỏng sẵn sàng mở ra những tiềm năng mới trong các ứng dụng tiên tiến.