Quá trình sản xuất và sản xuất lá đồng

Lá đồng, tấm đồng siêu mỏng có vẻ đơn giản này, có một quy trình sản xuất rất tinh tế và phức tạp. Quá trình này chủ yếu bao gồm việc khai thác và tinh chế đồng, sản xuất giấy đồng và các bước xử lý hậu kỳ.

Bước đầu tiên là chiết xuất và tinh chế đồng. Theo dữ liệu từ Khảo sát Địa chất Hoa Kỳ (USGS), việc sản xuất quặng đồng toàn cầu đạt 20 triệu tấn vào năm 2021 (USGS, 2021). Sau khi khai thác quặng đồng, thông qua các bước như nghiền, mài và tuyển nổi, có thể thu được đồng bằng đồng với hàm lượng đồng khoảng 30%. Những chất cô đặc đồng này sau đó trải qua một quá trình tinh chế, bao gồm nấu chảy, tinh chế bộ chuyển đổi và điện phân, cuối cùng mang lại đồng điện phân với độ tinh khiết cao tới 99,99%.

Tiếp đến là quá trình sản xuất lá đồng, có thể được chia thành hai loại tùy thuộc vào phương pháp sản xuất: lá đồng điện phân và lá đồng cuộn.

Lá đồng điện phân được thực hiện thông qua một quá trình điện phân. Trong một tế bào điện phân, cực dương đồng dần dần hòa tan dưới tác động của chất điện phân và các ion đồng, được điều khiển bởi dòng điện, di chuyển về phía catốt và tạo thành các lớp đồng trên bề mặt cực âm. Độ dày của lá đồng điện phân thường dao động từ 5 đến 200 micromet, có thể được kiểm soát chính xác theo nhu cầu của công nghệ bảng mạch in (PCB) (Yu, 1988).

Mặt khác, giấy đồng cuộn được làm cơ học. Bắt đầu từ một tấm đồng dày vài mm, nó dần dần được làm mỏng bằng cách lăn, cuối cùng tạo ra lá đồng với độ dày ở cấp độ micromet (Coombs Jr., 2007). Loại lá đồng này có bề mặt mịn hơn so với lá đồng điện phân, nhưng quy trình sản xuất của nó tiêu thụ nhiều năng lượng hơn.

Sau khi lá đồng được sản xuất, nó thường cần phải trải qua quá trình xử lý hậu kỳ, bao gồm ủ, xử lý bề mặt, v.v., để cải thiện hiệu suất của nó. Ví dụ, ủ có thể tăng cường độ dẻo và độ bền của lá đồng, trong khi xử lý bề mặt (như oxy hóa hoặc lớp phủ) có thể tăng cường khả năng chống ăn mòn và độ bám dính của lá đồng.

Tóm lại, mặc dù quá trình sản xuất và sản xuất giấy đồng rất phức tạp, sản lượng sản phẩm có tác động sâu sắc đến cuộc sống hiện đại của chúng ta. Đây là một biểu hiện của tiến bộ công nghệ, biến tài nguyên thiên nhiên thành các sản phẩm công nghệ cao thông qua các kỹ thuật sản xuất chính xác.

Tuy nhiên, quá trình sản xuất lá đồng cũng mang đến một số thách thức, bao gồm tiêu thụ năng lượng, tác động môi trường, v.v., theo báo cáo, việc sản xuất 1 tấn đồng đòi hỏi khoảng 220GJ năng lượng và tạo ra 2,2 tấn lượng khí thải carbon dioxide (Northey et al., 2014). Do đó, chúng ta cần tìm những cách hiệu quả và thân thiện với môi trường hơn để sản xuất giấy đồng.

Một giải pháp khả thi là sử dụng đồng tái chế để sản xuất lá đồng. Nó được báo cáo rằng mức tiêu thụ năng lượng của việc sản xuất đồng tái chế chỉ là 20% so với đồng chính và nó làm giảm việc khai thác tài nguyên quặng đồng (UNEP, 2011). Ngoài ra, với sự tiến bộ của công nghệ, chúng tôi có thể phát triển các kỹ thuật sản xuất lá đồng hiệu quả và tiết kiệm năng lượng hơn, làm giảm thêm tác động môi trường của chúng.

Tóm lại, quá trình sản xuất và sản xuất giấy đồng là một lĩnh vực công nghệ đầy những thách thức và cơ hội. Mặc dù chúng tôi đã đạt được tiến bộ đáng kể, nhưng vẫn còn nhiều việc phải làm để đảm bảo rằng lá đồng có thể đáp ứng nhu cầu hàng ngày của chúng tôi trong khi bảo vệ môi trường của chúng tôi.