Žarjenje valjane bakrene folije: Izboljšana zmogljivost za napredne aplikacije

V visokotehnoloških panogah, kot so proizvodnja elektronike, obnovljivi viri energije in vesoljska industrija,valjana bakrena folijaje cenjena zaradi svoje odlične prevodnosti, kovnosti in gladke površine. Vendar pa lahko brez ustreznega žarjenja valjana bakrena folija utrdi deformacijsko in utrdi preostale napetosti, kar omejuje njeno uporabnost. Žarjenje je ključni postopek, ki izpopolni mikrostrukturobakrena folija, kar izboljšuje njegove lastnosti za zahtevne aplikacije. Ta članek se poglobi v načela žarjenja, njegov vpliv na delovanje materiala in njegovo primernost za različne vrhunske izdelke.

1. Postopek žarjenja: Preoblikovanje mikrostrukture za vrhunske lastnosti

Med postopkom valjanja se bakreni kristali stisnejo in raztegnejo, kar ustvari vlaknato strukturo, polno dislokacij in preostalih napetosti. To utrjevanje povzroči povečano trdoto, zmanjšano duktilnost (raztezek le 3–5 %) in rahlo zmanjšanje prevodnosti na približno 98 % IACS (mednarodni standard za žarjeni baker). Žarenje te težave rešuje z nadzorovanim zaporedjem »ogrevanje-zadrževanje-hlajenje«:

1. Faza ogrevanja: Thebakrena folijase segreje na temperaturo rekristalizacije, običajno med 200 in 300 °C za čisti baker, da se aktivira gibanje atomov.
2. Faza zadrževanjaVzdrževanje te temperature 2–4 ure omogoča razgradnjo deformiranih zrn in nastanek novih, enakoosnih zrn, velikosti od 10 do 30 μm.
3. Faza hlajenjaPočasna hitrost ohlajanja ≤ 5 °C/min preprečuje nastanek novih napetosti.

Podporni podatki:

• Temperatura žarjenja neposredno vpliva na velikost zrn. Na primer, pri 250 °C so dosežena zrna velikosti približno 15 μm, kar ima za posledico natezno trdnost 280 MPa. Zvišanje temperature na 300 °C poveča zrna na 25 μm, trdnost pa zmanjša na 220 MPa.
• Ustrezen čas zadrževanja je ključnega pomena. Pri 280 °C 3-urno zadrževanje zagotavlja več kot 98-odstotno rekristalizacijo, kar je potrjeno z rentgensko difrakcijsko analizo.

2. Napredna oprema za žarjenje: natančnost in preprečevanje oksidacije

Učinkovito žarjenje zahteva specializirane peči, zaščitene s plinom, da se zagotovi enakomerna porazdelitev temperature in prepreči oksidacija:

1. Zasnova pečiVečconska neodvisna regulacija temperature (npr. šestconska konfiguracija) zagotavlja, da temperaturna sprememba po širini folije ostane znotraj ±1,5 °C.
2. Zaščitna atmosferaZ dodajanjem visoko čistega dušika (≥99,999 %) ali mešanice dušika in vodika (3 %–5 % H₂) se raven kisika ohranja pod 5 ppm, kar preprečuje nastanek bakrovih oksidov (debelina oksidne plasti <10 nm).
3. Prevozni sistemValjčni transport brez napetosti ohranja ravnost folije. Napredne vertikalne žarilne peči lahko delujejo s hitrostjo do 120 metrov na minuto, z dnevno zmogljivostjo 20 ton na peč.

Študija primeraStranka, ki je uporabljala peč za žarjenje brez inertnega plina, je nabakrena folijapovršina (vsebnost kisika do 50 ppm), kar je povzročilo ostružke med jedkanjem. Prehod na peč z zaščitno atmosfero je povzročil hrapavost površine (Ra) ≤ 0,4 μm in izboljšal izkoristek jedkanja na 99,6 %.

3. Izboljšanje učinkovitosti: od »industrijske surovine« do »funkcionalnega materiala«

Žarjena bakrena folijakaže znatne izboljšave:

Zaradi teh izboljšav je žarjena bakrena folija idealna za:

1. Fleksibilna tiskana vezja (FPC)Z raztezkom nad 20 % folija prenese več kot 100.000 dinamičnih ciklov upogibanja, kar izpolnjuje zahteve zložljivih naprav.
2. Litij-ionski akumulatorski tokovni zbiralnikiMehkejše folije (HV < 90) so odporne na razpoke med nanašanjem elektrod, ultra tanke folije debeline 6 μm pa ohranjajo konstantno težo znotraj ± 3 %.
3. Visokofrekvenčni substratiHrapavost površine pod 0,5 μm zmanjša izgubo signala, kar pri 28 GHz zmanjša vstavljeno izgubo za 15 %.
4. Elektromagnetni zaščitni materialiPrevodnost 101 % IACS zagotavlja učinkovitost zaščite vsaj 80 dB pri 1 GHz.

4. CIVEN METAL: Pionirska tehnologija žarjenja, vodilna v industriji

CIVEN METAL je dosegel več napredkov v tehnologiji žarjenja:

1. Inteligentni nadzor temperatureZ uporabo PID algoritmov z infrardečo povratno zanko dosežemo natančnost regulacije temperature ±1 °C.
2. Izboljšano tesnjenjeDvoslojne stene peči z dinamično kompenzacijo tlaka zmanjšajo porabo plina za 30 %.
3. Nadzor orientacije zrnZ gradientnim žarjenjem izdelujemo folije z različno trdoto vzdolž njihove dolžine, z lokaliziranimi razlikami v trdnosti do 20 %, primerne za kompleksne žigosane komponente.

ValidacijaStranke so potrdile obrnjeno obdelano folijo RTF-3 podjetja CIVEN METAL za uporabo v tiskanih vezjih baznih postaj 5G, s čimer so zmanjšale dielektrične izgube na 0,0015 pri 10 GHz in povečale hitrosti prenosa za 12 %.

5. Zaključek: Strateški pomen žarjenja pri proizvodnji bakrene folije

Žarjenje je več kot le postopek "segrevanja in hlajenja"; gre za sofisticirano integracijo znanosti o materialih in inženirstva. Z manipulacijo mikrostrukturnih značilnosti, kot so meje zrn in dislokacije,bakrena folijaprehaja iz »obdelavno utrjenega« v »funkcionalno« stanje, kar je temelj napredka v komunikacijah 5G, električnih vozilih in nosljivi tehnologiji. Ker se procesi žarjenja razvijajo v smeri večje inteligence in trajnosti – kot je na primer razvoj peči na vodikov pogon podjetja CIVEN METAL, ki zmanjšujejo emisije CO₂ za 40 % – je valjana bakrena folija pripravljena sprostiti nove potenciale v najsodobnejših aplikacijah.