Kupferfolie, dieses scheinbar einfache, ultradünne Kupferblech, hat einen äußerst heiklen und komplexen Herstellungsprozess.Dieser Prozess umfasst hauptsächlich die Gewinnung und Raffinierung von Kupfer, die Herstellung von Kupferfolie und Nachbearbeitungsschritte.
Der erste Schritt ist die Gewinnung und Raffination von Kupfer.Nach Angaben des United States Geological Survey (USGS) erreichte die weltweite Produktion von Kupfererz im Jahr 2021 20 Millionen Tonnen (USGS, 2021).Nach der Gewinnung von Kupfererz kann durch Schritte wie Zerkleinern, Mahlen und Flotation Kupferkonzentrat mit einem Kupfergehalt von etwa 30 % gewonnen werden.Diese Kupferkonzentrate durchlaufen dann einen Raffinierungsprozess, der Schmelzen, Konverterraffinierung und Elektrolyse umfasst, wodurch letztendlich Elektrolytkupfer mit einer Reinheit von bis zu 99,99 % entsteht.
Als nächstes folgt der Herstellungsprozess der Kupferfolie, der je nach Herstellungsverfahren in zwei Arten unterteilt werden kann: elektrolytische Kupferfolie und gewalzte Kupferfolie.
Elektrolytkupferfolie wird durch einen elektrolytischen Prozess hergestellt.In einer Elektrolysezelle löst sich die Kupferanode unter der Einwirkung des Elektrolyten allmählich auf, und die Kupferionen bewegen sich, angetrieben durch den Strom, in Richtung der Kathode und bilden Kupferablagerungen auf der Kathodenoberfläche.Die Dicke der elektrolytischen Kupferfolie liegt normalerweise zwischen 5 und 200 Mikrometern und kann entsprechend den Anforderungen der Leiterplattentechnologie (PCB) genau gesteuert werden (Yu, 1988).
Gewalzte Kupferfolie hingegen wird maschinell hergestellt.Ausgehend von einem Kupferblech mit einer Dicke von mehreren Millimetern wird es durch Walzen schrittweise verdünnt, wodurch schließlich eine Kupferfolie mit einer Dicke im Mikrometerbereich entsteht (Coombs Jr., 2007).Diese Art von Kupferfolie hat eine glattere Oberfläche als elektrolytische Kupferfolie, ihr Herstellungsprozess verbraucht jedoch mehr Energie.
Nachdem die Kupferfolie hergestellt wurde, muss sie in der Regel einer Nachbearbeitung unterzogen werden, einschließlich Glühen, Oberflächenbehandlung usw., um ihre Leistung zu verbessern.Beispielsweise kann Glühen die Duktilität und Zähigkeit der Kupferfolie verbessern, während eine Oberflächenbehandlung (z. B. Oxidation oder Beschichtung) die Korrosionsbeständigkeit und Haftung der Kupferfolie verbessern kann.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass der Produktions- und Herstellungsprozess von Kupferfolie zwar komplex ist, die Produktleistung jedoch tiefgreifende Auswirkungen auf unser modernes Leben hat.Dies ist ein Ausdruck des technologischen Fortschritts, der natürliche Ressourcen durch präzise Herstellungstechniken in High-Tech-Produkte verwandelt.
Der Prozess der Herstellung von Kupferfolie bringt jedoch auch einige Herausforderungen mit sich, darunter Energieverbrauch, Umweltauswirkungen usw. Einem Bericht zufolge erfordert die Produktion von 1 Tonne Kupfer etwa 220 GJ Energie und erzeugt 2,2 Tonnen Kohlendioxidemissionen (Northey). et al., 2014).Daher müssen wir effizientere und umweltfreundlichere Wege zur Herstellung von Kupferfolie finden.
Eine mögliche Lösung besteht darin, recyceltes Kupfer zur Herstellung von Kupferfolie zu verwenden.Es wird berichtet, dass der Energieverbrauch bei der Herstellung von recyceltem Kupfer nur 20 % des Energieverbrauchs von Primärkupfer beträgt und die Ausbeutung von Kupfererzressourcen verringert wird (UNEP, 2011).Darüber hinaus können wir mit der Weiterentwicklung der Technologie effizientere und energiesparendere Techniken zur Herstellung von Kupferfolien entwickeln und so deren Umweltbelastung weiter reduzieren.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass der Produktions- und Herstellungsprozess von Kupferfolie ein Technologiebereich voller Herausforderungen und Chancen ist.Obwohl wir erhebliche Fortschritte gemacht haben, gibt es noch viel zu tun, um sicherzustellen, dass Kupferfolie unseren täglichen Bedarf decken und gleichzeitig unsere Umwelt schützen kann.
Zeitpunkt der Veröffentlichung: 08.07.2023