Le feuille de cuivre, cette feuille de cuivre ultra-mince apparemment simple, a un processus de fabrication très délicat et complexe. Ce processus comprend principalement l'extraction et le raffinage du cuivre, la fabrication de feuille de cuivre et les étapes de post-traitement.
La première étape est l'extraction et le raffinage du cuivre. Selon les données de la United States Geological Survey (USGS), la production mondiale de minerai de cuivre a atteint 20 millions de tonnes en 2021 (USGS, 2021). Après l'extraction du minerai de cuivre, à travers des étapes telles que le broyage, le broyage et la flottaison, un concentré de cuivre avec environ 30% de teneur en cuivre peut être obtenu. Ces concentrés de cuivre subissent ensuite un processus de raffinage, notamment la fusion, le raffinage du convertisseur et l'électrolyse, produisant finalement du cuivre électrolytique avec une pureté pouvant atteindre 99,99%.
Vient ensuite le processus de fabrication de la feuille de cuivre, qui peut être divisé en deux types en fonction de la méthode de fabrication: la feuille de cuivre électrolytique et la feuille de cuivre roulée.
La feuille de cuivre électrolytique est fabriquée par un processus électrolytique. Dans une cellule électrolytique, l'anode en cuivre se dissout progressivement sous l'action de l'électrolyte, et les ions de cuivre, entraînés par le courant, se déplacent vers la cathode et forment des dépôts de cuivre sur la surface de la cathode. L'épaisseur de la feuille de cuivre électrolytique varie généralement de 5 à 200 micromètres, qui peuvent être contrôlées avec précision en fonction des besoins de la technologie de la carte de circuit imprimé (PCB) (Yu, 1988).
Le papier cuivré roulé, en revanche, est fabriqué mécaniquement. À partir d'une feuille de cuivre de plusieurs millimètres d'épaisseur, il est progressivement éclairé en roulant, produisant finalement du papier de cuivre avec une épaisseur au niveau du micromètre (Coombs Jr., 2007). Ce type de feuille de cuivre a une surface plus lisse que la feuille de cuivre électrolytique, mais son processus de fabrication consomme plus d'énergie.
Une fois la feuille de cuivre fabriquée, elle doit généralement subir un post-traitement, y compris le recuit, le traitement de surface, etc., pour améliorer ses performances. Par exemple, le recuit peut améliorer la ductilité et la ténacité de la feuille de cuivre, tandis que le traitement en surface (comme l'oxydation ou le revêtement) peut améliorer la résistance à la corrosion et l'adhésion de la feuille de cuivre.
En résumé, bien que le processus de production et de fabrication de feuille de cuivre soit complexe, la production du produit a un impact profond sur notre vie moderne. Il s'agit d'une manifestation des progrès technologiques, transformant les ressources naturelles en produits de haute technologie grâce à des techniques de fabrication précises.
Cependant, le processus de fabrication de la feuille de cuivre apporte également des défis, notamment la consommation d'énergie, l'impact environnemental, etc. Selon un rapport, la production de 1 tonne de cuivre nécessite environ 220 gj d'énergie et génère 2,2 tonnes d'émissions de dioxyde de carbone (Northey et al., 2014). Par conséquent, nous devons trouver des moyens plus efficaces et respectueux de l'environnement de produire du feuille de cuivre.
Une solution possible consiste à utiliser du cuivre recyclé pour produire de la feuille de cuivre. Il est rapporté que la consommation d'énergie de la production de cuivre recyclé ne représente que 20% de celle du cuivre primaire, et il réduit l'exploitation des ressources de minerai de cuivre (UNEP, 2011). De plus, avec l'avancement de la technologie, nous pouvons développer des techniques de fabrication de fleuret en cuivre plus efficaces et économiques, ce qui réduit encore leur impact environnemental.
En conclusion, le processus de production et de fabrication de la feuille de cuivre est un domaine technologique plein de défis et d'opportunités. Bien que nous ayons fait des progrès significatifs, il reste encore beaucoup de travail à faire pour garantir que la feuille de cuivre peut répondre à nos besoins quotidiens tout en protégeant notre environnement.
Heure du poste: juil-08-2023