Görünüşte basit, ultra ince bir bakır levha olan bakır folyo, oldukça hassas ve karmaşık bir üretim sürecine sahiptir. Bu süreç, esas olarak bakırın çıkarılması ve rafine edilmesi, bakır folyonun üretimi ve son işlem adımlarını içerir.
İlk adım, bakırın çıkarılması ve rafine edilmesidir. Amerika Birleşik Devletleri Jeoloji Araştırmaları Kurumu'nun (USGS) verilerine göre, küresel bakır cevheri üretimi 2021 yılında 20 milyon tona ulaşmıştır (USGS, 2021). Bakır cevherinin çıkarılmasının ardından, kırma, öğütme ve flotasyon gibi adımlarla yaklaşık %30 bakır içeriğine sahip bakır konsantresi elde edilebilir. Bu bakır konsantreleri daha sonra eritme, konvertör rafinasyonu ve elektroliz gibi bir rafinasyon işleminden geçirilerek %99,99'a varan saflıkta elektrolitik bakır elde edilir.
Daha sonra bakır folyonun üretim süreci gelir, üretim yöntemine göre ikiye ayrılır: elektrolitik bakır folyo ve haddelenmiş bakır folyo.
Elektrolitik bakır folyo, elektrolitik bir işlemle üretilir. Bir elektrolitik hücrede, bakır anot, elektrolitin etkisi altında kademeli olarak çözünür ve akımla yönlendirilen bakır iyonları katoda doğru hareket ederek katot yüzeyinde bakır birikintileri oluşturur. Elektrolitik bakır folyonun kalınlığı genellikle 5 ila 200 mikron arasında değişir ve bu kalınlık, baskılı devre kartı (PCB) teknolojisinin ihtiyaçlarına göre hassas bir şekilde kontrol edilebilir (Yu, 1988).
Haddelenmiş bakır folyo ise mekanik olarak üretilir. Birkaç milimetre kalınlığındaki bir bakır levhadan başlanarak, haddeleme yoluyla kademeli olarak inceltilir ve sonunda mikron kalınlığında bakır folyo elde edilir (Coombs Jr., 2007). Bu tür bakır folyo, elektrolitik bakır folyodan daha pürüzsüz bir yüzeye sahiptir, ancak üretim süreci daha fazla enerji tüketir.
Bakır folyo üretildikten sonra, performansını artırmak için genellikle tavlama, yüzey işleme vb. gibi son işlemlerden geçmesi gerekir. Örneğin, tavlama bakır folyonun sünekliğini ve tokluğunu artırabilirken, yüzey işlemi (oksidasyon veya kaplama gibi) bakır folyonun korozyon direncini ve yapışmasını artırabilir.
Özetle, bakır folyonun üretim ve imalat süreci karmaşık olsa da, ürün çıktısı modern yaşamımız üzerinde derin bir etkiye sahiptir. Bu, doğal kaynakların hassas üretim teknikleriyle ileri teknoloji ürünlerine dönüştürülmesinin bir tezahürüdür.
Ancak bakır folyo üretim süreci, enerji tüketimi, çevresel etki vb. gibi bazı zorlukları da beraberinde getiriyor. Bir rapora göre, 1 ton bakır üretimi yaklaşık 220 GJ enerji gerektiriyor ve 2,2 ton karbondioksit emisyonuna neden oluyor (Northey vd., 2014). Bu nedenle, bakır folyo üretmenin daha verimli ve çevre dostu yollarını bulmamız gerekiyor.
Olası bir çözüm, geri dönüştürülmüş bakır kullanarak bakır folyo üretmektir. Geri dönüştürülmüş bakır üretiminin enerji tüketiminin, birincil bakırınkinin yalnızca %20'si olduğu ve bakır cevheri kaynaklarının kullanımını azalttığı bildirilmektedir (UNEP, 2011). Ayrıca, teknolojinin ilerlemesiyle daha verimli ve enerji tasarruflu bakır folyo üretim teknikleri geliştirerek çevresel etkilerini daha da azaltabiliriz.
Sonuç olarak, bakır folyonun üretim ve imalat süreci zorluklar ve fırsatlarla dolu bir teknolojik alandır. Önemli ilerlemeler kaydetmiş olsak da, bakır folyonun çevremizi korurken günlük ihtiyaçlarımızı karşılayabilmesi için hâlâ yapılacak çok iş var.
Gönderi zamanı: 08 Temmuz 2023