Y Broses Gynhyrchu a Gweithgynhyrchu Ffoil Copr

Mae gan ffoil copr, y ddalen gopr ultra-denau hon sy'n ymddangos yn syml, broses weithgynhyrchu hynod o gymhleth a chynnil. Mae'r broses hon yn bennaf yn cynnwys echdynnu a mireinio copr, gweithgynhyrchu ffoil copr, a chamau ôl-brosesu.

Y cam cyntaf yw echdynnu a mireinio copr. Yn ôl data o Arolwg Daearegol yr Unol Daleithiau (USGS), cyrhaeddodd cynhyrchiad byd-eang o fwyn copr 20 miliwn tunnell yn 2021 (USGS, 2021). Ar ôl echdynnu mwyn copr, trwy gamau fel malu, malu, ac arnofio, gellir cael crynodiad copr gyda thua 30% o gynnwys copr. Yna mae'r crynodiadau copr hyn yn mynd trwy broses fireinio, gan gynnwys toddi, mireinio trawsnewidydd, ac electrolysis, gan gynhyrchu copr electrolytig gyda phurdeb mor uchel â 99.99%.

Nesaf daw'r broses weithgynhyrchu ar gyfer ffoil copr, y gellir ei rhannu'n ddau fath yn dibynnu ar y dull gweithgynhyrchu: ffoil copr electrolytig a ffoil copr wedi'i rolio.

Gwneir ffoil copr electrolytig trwy broses electrolytig. Mewn cell electrolytig, mae'r anod copr yn hydoddi'n raddol o dan weithred yr electrolyt, ac mae'r ïonau copr, wedi'u gyrru gan y cerrynt, yn symud tuag at y catod ac yn ffurfio dyddodion copr ar wyneb y catod. Mae trwch ffoil copr electrolytig fel arfer yn amrywio o 5 i 200 micrometr, y gellir ei reoli'n fanwl gywir yn ôl anghenion technoleg bwrdd cylched printiedig (PCB) (Yu, 1988).

Ar y llaw arall, mae ffoil copr wedi'i rolio yn cael ei gwneud yn fecanyddol. Gan ddechrau o ddalen copr sawl milimetr o drwch, caiff ei theneuo'n raddol trwy rolio, gan gynhyrchu ffoil copr yn y pen draw gyda thrwch ar lefel micromedr (Coombs Jr., 2007). Mae gan y math hwn o ffoil copr arwyneb llyfnach na ffoil copr electrolytig, ond mae ei broses weithgynhyrchu yn defnyddio mwy o ynni.

Ar ôl i'r ffoil copr gael ei chynhyrchu, fel arfer mae angen ei phrosesu ar ôl ei brosesu, gan gynnwys anelio, triniaeth arwyneb, ac ati, i wella ei berfformiad. Er enghraifft, gall anelio wella hydwythedd a chaledwch ffoil copr, tra gall triniaeth arwyneb (megis ocsideiddio neu orchuddio) wella ymwrthedd cyrydiad ac adlyniad ffoil copr.

I grynhoi, er bod y broses gynhyrchu a gweithgynhyrchu ffoil copr yn gymhleth, mae allbwn y cynnyrch yn cael effaith ddofn ar ein bywyd modern. Mae hyn yn amlygiad o gynnydd technolegol, gan drawsnewid adnoddau naturiol yn gynhyrchion uwch-dechnoleg trwy dechnegau gweithgynhyrchu manwl gywir.

Fodd bynnag, mae'r broses o gynhyrchu ffoil copr hefyd yn dod â rhai heriau, gan gynnwys y defnydd o ynni, effaith amgylcheddol, ac ati. Yn ôl adroddiad, mae cynhyrchu 1 tunnell o gopr yn gofyn am tua 220GJ o ynni, ac yn cynhyrchu 2.2 tunnell o allyriadau carbon deuocsid (Northey et al., 2014). Felly, mae angen i ni ddod o hyd i ffyrdd mwy effeithlon a chyfeillgar i'r amgylchedd o gynhyrchu ffoil copr.

Un ateb posibl yw defnyddio copr wedi'i ailgylchu i gynhyrchu ffoil copr. Dywedir mai dim ond 20% o'r defnydd o ynni ar gyfer cynhyrchu copr wedi'i ailgylchu yw'r defnydd o ynni ar gyfer cynhyrchu copr cynradd, ac mae'n lleihau'r defnydd o adnoddau mwyn copr (UNEP, 2011). Yn ogystal, gyda datblygiad technoleg, efallai y byddwn yn datblygu technegau gweithgynhyrchu ffoil copr mwy effeithlon ac sy'n arbed ynni, gan leihau eu heffaith amgylcheddol ymhellach.

I gloi, mae'r broses gynhyrchu a gweithgynhyrchu ffoil copr yn faes technolegol sy'n llawn heriau a chyfleoedd. Er ein bod wedi gwneud cynnydd sylweddol, mae llawer o waith i'w wneud o hyd i sicrhau y gall ffoil copr ddiwallu ein hanghenion dyddiol wrth amddiffyn ein hamgylchedd.