Žarenje valjane bakrene folije: otključavanje poboljšanih performansi za napredne aplikacije

U visokotehnološkim industrijama kao što su proizvodnja elektronike, obnovljivi izvori energije i vazduhoplovstvo,valjana bakarna folijaje cijenjen zbog svoje odlične vodljivosti, savitljivosti i glatke površine. Međutim, bez odgovarajućeg žarenja, valjana bakarna folija može pretrpjeti otvrdnjavanje i zaostala naprezanja, što ograničava njenu upotrebljivost. Žarenje je kritičan proces koji oplemenjuje mikrostrukturubakarna folija, poboljšavajući njegova svojstva za zahtjevne primjene. Ovaj članak se bavi principima žarenja, njegovom utjecaju na performanse materijala i njegovoj prikladnosti za razne vrhunske proizvode.

1. Proces žarenja: transformacija mikrostrukture za vrhunska svojstva

Tokom procesa valjanja, kristali bakra se sabijaju i izdužuju, stvarajući vlaknastu strukturu ispunjenu dislokacijama i zaostalim naprezanjem. Ovo radno kaljenje rezultira povećanom tvrdoćom, smanjenom duktilnošću (izduženje od samo 3%-5%) i blagim smanjenjem provodljivosti na oko 98% IACS (International Annealed Copper Standard). Žarenje rješava ove probleme kroz kontrolirani slijed "grijanje-držanje-hlađenje":

1. Faza grijanja: Thebakarna folijase zagrijava do temperature rekristalizacije, tipično između 200-300°C za čisti bakar, da bi se aktiviralo atomsko kretanje.
2. Holding Phase: Održavanje ove temperature 2-4 sata omogućava razgradnju izobličenih zrna i formiranje novih zrna jednakog osa, veličine u rasponu od 10-30 μm.
3. Faza hlađenja: Spora brzina hlađenja od ≤5°C/min sprečava uvođenje novih naprezanja.

Podaci za podršku:

• Temperatura žarenja direktno utiče na veličinu zrna. Na primjer, na 250°C postižu se zrna od približno 15 μm, što rezultira vlačnom čvrstoćom od 280 MPa. Povećanje temperature na 300°C povećava zrna na 25μm, smanjujući čvrstoću na 220 MPa.
• Odgovarajuće vrijeme držanja je ključno. Na 280°C, 3-satno zadržavanje osigurava preko 98% rekristalizacije, što je potvrđeno analizom difrakcije rendgenskih zraka.

2. Napredna oprema za žarenje: precizna i prevencija oksidacije

Učinkovito žarenje zahtijeva specijalizirane peći zaštićene plinom kako bi se osigurala ujednačena raspodjela temperature i spriječila oksidacija:

1. Dizajn peći: Višezonska nezavisna kontrola temperature (npr. konfiguracija sa šest zona) osigurava da varijacija temperature po širini folije ostane unutar ±1,5°C.
2. Zaštitna atmosfera: Uvođenje azota visoke čistoće (≥99,999%) ili mešavine azota i vodonika (3%-5% H₂) održava nivo kiseonika ispod 5 ppm, sprečavajući stvaranje oksida bakra (debljina oksidnog sloja <10 nm).
3. Sistem transporta: Transport valjcima bez napetosti održava ravnost folije. Napredne peći za vertikalno žarenje mogu raditi brzinom do 120 metara u minuti, sa dnevnim kapacitetom od 20 tona po peći.

Studija slučaja: Klijent koji koristi peć za žarenje bez inertnog plina doživio je crvenkastu oksidaciju nabakarna folijapovršine (sadržaj kiseonika do 50 ppm), što dovodi do neravnina tokom jetkanja. Prelazak na peć sa zaštitnom atmosferom rezultirao je hrapavostom površine (Ra) od ≤0,4 μm i poboljšanim prinosom jetkanja na 99,6%.

3. Poboljšanje performansi: od "industrijske sirovine" do "funkcionalnog materijala"

Žarena bakarna folijapokazuje značajna poboljšanja:

Ova poboljšanja čine žarenu bakarnu foliju idealnom za:

1. Fleksibilna štampana kola (FPC): Sa izduženjem od preko 20%, folija izdržava preko 100.000 dinamičkih ciklusa savijanja, zadovoljavajući zahtjeve sklopivih uređaja.
2. Kolektori struje litijum-jonskih baterija: Mekše folije (HV<90) otporne su na pucanje tokom nanošenja elektrode, a ultra tanke folije od 6μm održavaju konzistenciju težine unutar ±3%.
3. Visokofrekventne podloge: Hrapavost površine ispod 0,5 μm smanjuje gubitak signala, smanjujući gubitak umetanja za 15% na 28 GHz.
4. Elektromagnetski zaštitni materijali: Provodljivost od 101% IACS osigurava efektivnost zaštite od najmanje 80 dB na 1 GHz.

4. CIVEN METAL: Pionirska tehnologija žarenja vodeća u industriji

CIVEN METAL je postigao nekoliko napretka u tehnologiji žarenja:

1. Inteligentna kontrola temperature: Koristeći PID algoritme sa infracrvenom povratnom spregom, postižući preciznost kontrole temperature od ±1°C.
2. Poboljšano zaptivanje: Dvoslojni zidovi peći sa dinamičkom kompenzacijom pritiska smanjuju potrošnju plina za 30%.
3. Kontrola orijentacije zrna: Gradijentnim žarenjem, proizvodi folije različite tvrdoće po dužini, sa lokalizovanim razlikama u čvrstoći do 20%, pogodne za složene štancane komponente.

Validacija: CIVEN METAL RTF-3 reverzno tretirana folija, nakon žarenja, potvrđena je od strane klijenata za upotrebu u PCB-ima 5G baznih stanica, smanjujući dielektrične gubitke na 0,0015 na 10 GHz i povećavajući brzine prijenosa za 12%.

5. Zaključak: Strateški značaj žarenja u proizvodnji bakarne folije

Žarenje je više od procesa hlađenja; to je sofisticirana integracija nauke o materijalima i inženjerstva. Manipuliranjem mikrostrukturnih karakteristika kao što su granice zrna i dislokacije,bakarna folijaprelazi iz stanja „osposobljenog za rad“ u „funkcionalno“ stanje, podupirući napredak u 5G komunikacijama, električnim vozilima i nosivoj tehnologiji. Kako procesi žarenja evoluiraju prema većoj inteligenciji i održivosti – kao što je razvoj peći na vodik od strane CIVEN METAL-a smanjujući emisiju CO₂ za 40% – valjana bakarna folija je spremna da otključa nove potencijale u vrhunskim aplikacijama.