Жарење ваљане бакарне фолије: Откључавање побољшаних перформанси за напредне примене

У високотехнолошким индустријама као што су производња електронике, обновљиви извори енергије и ваздухопловство,ваљана бакарна фолијаје цењен због своје одличне проводљивости, ковкости и глатке површине. Међутим, без правилног жарења, ваљана бакарна фолија може патити од очвршћавања и заосталог напрезања, што ограничава њену употребљивост. Жарење је критичан процес који усавршава микроструктурубакарна фолија, побољшавајући његова својства за захтевне примене. Овај чланак се бави принципима жарења, његовим утицајем на перформансе материјала и његовом погодношћу за разне врхунске производе.

1. Процес жарења: Трансформација микроструктуре за супериорна својства

Током процеса ваљања, кристали бакра се компримују и издужују, стварајући влакнасту структуру испуњену дислокацијама и заосталим напонима. Ово очвршћавање резултира повећаном тврдоћом, смањеном дуктилношћу (издужење од само 3%-5%) и благим смањењем проводљивости на око 98% IACS (Међународни стандард за жарени бакар). Жарење решава ове проблеме контролисаним редоследом „загревање-држање-хлађење“:

1. Фаза загревања: Тхебакарна фолијазагрева се до температуре рекристализације, обично између 200-300°C за чисти бакар, да би се активирало кретање атома.
2. Фаза задржавањаОдржавање ове температуре током 2-4 сата омогућава разградњу деформисаних зрна и формирање нових, једнакоосних зрна, величина у распону од 10-30μm.
3. Фаза хлађењаСпора брзина хлађења од ≤5°C/мин спречава увођење нових напона.

Поткрепљујући подаци:

• Температура жарења директно утиче на величину зрна. На пример, на 250°C постижу се зрна од приближно 15μm, што резултира затезном чврстоћом од 280 MPa. Повећање температуре на 300°C увећава зрна на 25μm, смањујући чврстоћу на 220 MPa.
• Одговарајуће време задржавања је кључно. На 280°C, задржавање од 3 сата обезбеђује преко 98% рекристализације, што је потврђено анализом дифракције X-зрака.

2. Напредна опрема за жарење: Прецизност и спречавање оксидације

Ефикасно жарење захтева специјализоване пећи заштићене гасом како би се осигурала равномерна расподела температуре и спречила оксидација:

1. Пројектовање пећиВишезонска независна контрола температуре (нпр. конфигурација са шест зона) осигурава да варијација температуре по ширини фолије остане унутар ±1,5°C.
2. Заштитна атмосфераУвођење азота високе чистоће (≥99,999%) или мешавине азота и водоника (3%-5% H₂) одржава ниво кисеоника испод 5 ppm, спречавајући стварање оксида бакра (дебљина оксидног слоја <10 nm).
3. Систем за преносТранспорт ваљака без затезања одржава равност фолије. Напредне вертикалне пећи за жарење могу да раде брзином до 120 метара у минути, са дневним капацитетом од 20 тона по пећи.

Студија случајаКлијент који је користио пећ за жарење без инертног гаса доживео је црвенкасту оксидацију набакарна фолијаповршина (садржај кисеоника до 50 ppm), што је довело до појаве неравнина током нагризања. Прелазак на пећ са заштитном атмосфером резултирао је храпавошћу површине (Ra) од ≤0,4μm и побољшаним приносом нагризања на 99,6%.

3. Побољшање перформанси: Од „индустријске сировине“ до „функционалног материјала“

Жарена бакарна фолијапоказује значајна побољшања:

Ова побољшања чине жарену бакарну фолију идеалном за:

1. Флексибилне штампане плоче (FPC)Са издужењем преко 20%, фолија издржава преко 100.000 динамичких циклуса савијања, задовољавајући захтеве склопивих уређаја.
2. Струјни колектори за литијум-јонске батеријеМекше фолије (HV < 90) отпорне су на пуцање током премазивања електрода, а ултратанке фолије од 6 μm одржавају константност тежине унутар ± 3%.
3. Високофреквентне подлогеХрапавост површине испод 0,5 μm смањује губитак сигнала, смањујући губитак уметања за 15% на 28 GHz.
4. Електромагнетни заштитни материјалиПроводљивост од 101% IACS осигурава ефикасност заштите од најмање 80 dB на 1 GHz.

4. CIVEN METAL: Пионирска технологија жарења, водећа у индустрији

CIVEN METAL је постигао неколико напредака у технологији жарења:

1. Интелигентна контрола температуреКоришћењем PID алгоритама са инфрацрвеном повратном информацијом, постижу се прецизност контроле температуре од ±1°C.
2. Побољшано заптивањеДвослојни зидови пећи са динамичком компензацијом притиска смањују потрошњу гаса за 30%.
3. Контрола оријентације зрнаГрадијентним жарењем се производе фолије различите тврдоће дуж њихове дужине, са локализованим разликама у чврстоћи до 20%, погодне за сложене штанцане компоненте.

ВалидацијаCIVEN METAL-ова RTF-3 обрнуто третирана фолија, након жарења, валидирана је од стране клијената за употребу у 5G штампаним плочама базних станица, смањујући диелектричне губитке на 0,0015 на 10 GHz и повећавајући брзину преноса за 12%.

5. Закључак: Стратешки значај жарења у производњи бакарне фолије

Жарење је више од процеса „загревања и хлађења“; то је софистицирана интеграција науке о материјалима и инжењерства. Манипулисањем микроструктурних карактеристика као што су границе зрна и дислокације,бакарна фолијапрелази из „обрадом ојачаног“ у „функционално“ стање, подржавајући напредак у 5G комуникацијама, електричним возилима и носивој технологији. Како се процеси жарења развијају ка већој интелигенцији и одрживости – као што је развој пећи на водонични погон компаније CIVEN METAL које смањују емисију CO₂ за 40% – ваљана бакарна фолија је спремна да откључа нове потенцијале у најсавременијим применама.