Žarenje valjane bakrene folije: Otključavanje poboljšanih performansi za napredne primjene

U visokotehnološkim industrijama poput proizvodnje elektronike, obnovljivih izvora energije i zrakoplovstva,valjana bakrena folijaCijenjena je zbog svoje izvrsne vodljivosti, kovanosti i glatke površine. Međutim, bez pravilnog žarenja, valjana bakrena folija može patiti od očvršćavanja i zaostalog naprezanja, što ograničava njezinu upotrebljivost. Žarenje je ključni proces koji poboljšava mikrostrukturubakrena folija, poboljšavajući njegova svojstva za zahtjevne primjene. Ovaj članak istražuje principe žarenja, njegov utjecaj na performanse materijala i njegovu prikladnost za razne vrhunske proizvode.

1. Proces žarenja: Transformacija mikrostrukture za vrhunska svojstva

Tijekom procesa valjanja, kristali bakra se komprimiraju i izdužuju, stvarajući vlaknastu strukturu ispunjenu dislokacijama i zaostalim naprezanjima. Ovo očvršćavanje rezultira povećanom tvrdoćom, smanjenom duktilnošću (izduženje od samo 3%-5%) i blagim smanjenjem vodljivosti na oko 98% IACS-a (Međunarodni standard za žareni bakar). Žarenje rješava ove probleme kontroliranim slijedom "zagrijavanja-držanja-hlađenja":

1. Faza zagrijavanja: Thebakrena folijazagrijava se na temperaturu rekristalizacije, obično između 200-300 °C za čisti bakar, kako bi se aktiviralo kretanje atoma.
2. Faza čekanjaOdržavanje ove temperature tijekom 2-4 sata omogućuje razgradnju deformiranih zrna i stvaranje novih, jednakoosnih zrna, veličina u rasponu od 10-30 μm.
3. Faza hlađenjaSpora brzina hlađenja od ≤5°C/min sprječava uvođenje novih naprezanja.

Podaci koji podržavaju:

• Temperatura žarenja izravno utječe na veličinu zrna. Na primjer, pri 250 °C postižu se zrna od približno 15 μm, što rezultira vlačnom čvrstoćom od 280 MPa. Povećanje temperature na 300 °C povećava zrna na 25 μm, smanjujući čvrstoću na 220 MPa.
• Odgovarajuće vrijeme zadržavanja je ključno. Na 280 °C, zadržavanje od 3 sata osigurava preko 98% rekristalizacije, što je potvrđeno analizom rendgenske difrakcije.

2. Napredna oprema za žarenje: Preciznost i sprječavanje oksidacije

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

1. Dizajn pećiVišezonska neovisna kontrola temperature (npr. konfiguracija sa šest zona) osigurava da varijacija temperature po širini folije ostane unutar ±1,5 °C.
2. Zaštitna atmosferaUvođenjem dušika visoke čistoće (≥99,999%) ili mješavine dušika i vodika (3%-5% H₂) održava se razina kisika ispod 5 ppm, sprječavajući stvaranje bakrenih oksida (debljina oksidnog sloja <10 nm).
3. Prijevozni sustavTransport valjcima bez napetosti održava ravnost folije. Napredne vertikalne peći za žarenje mogu raditi brzinama do 120 metara u minuti, s dnevnim kapacitetom od 20 tona po peći.

Studija slučajaKlijent koji je koristio peć za žarenje bez inertnog plina primijetio je crvenkastu oksidaciju nabakrena folijapovršina (sadržaj kisika do 50 ppm), što dovodi do neravnina tijekom jetkanja. Prelazak na peć sa zaštitnom atmosferom rezultirao je hrapavošću površine (Ra) od ≤0,4 μm i poboljšanim prinosom jetkanja na 99,6%.

3. Poboljšanje performansi: od „industrijske sirovine“ do „funkcionalnog materijala“

Žarena bakrena folijapokazuje značajna poboljšanja:

Ova poboljšanja čine žarenu bakrenu foliju idealnom za:

1. Fleksibilni tiskani krugovi (FPC)S istezanjem većim od 20%, folija podnosi preko 100 000 ciklusa dinamičkog savijanja, zadovoljavajući zahtjeve sklopivih uređaja.
2. Strujni kolektori za litij-ionske baterijeMekše folije (HV < 90) otporne su na pucanje tijekom premazivanja elektroda, a ultra tanke folije od 6 μm održavaju konzistentnost težine unutar ± 3%.
3. Visokofrekventne podlogeHrapavost površine ispod 0,5 μm smanjuje gubitak signala, smanjujući uneseni gubitak za 15% na 28 GHz.
4. Materijali za elektromagnetsku zaštituVodljivost od 101% IACS osigurava učinkovitost zaštite od najmanje 80 dB na 1 GHz.

4. CIVEN METAL: Pionirska tehnologija žarenja vodeća u industriji

CIVEN METAL je postigao nekoliko napredaka u tehnologiji žarenja:

1. Inteligentna kontrola temperatureKorištenjem PID algoritama s infracrvenom povratnom vezom, postiže se preciznost regulacije temperature od ±1°C.
2. Poboljšano brtvljenjeDvoslojne stijenke peći s dinamičkom kompenzacijom tlaka smanjuju potrošnju plina za 30%.
3. Kontrola orijentacije zrnaGradijentnim žarenjem proizvode se folije različite tvrdoće duž cijele duljine, s lokaliziranim razlikama u čvrstoći do 20%, pogodne za složene prešane komponente.

ValidacijaKlijenti su validirali CIVEN METAL-ovu RTF-3 foliju s obrnutom obradom, nakon žarenja, za upotrebu u 5G baznim stanicama, smanjujući dielektrične gubitke na 0,0015 na 10 GHz i povećavajući brzinu prijenosa za 12%.

5. Zaključak: Strateška važnost žarenja u proizvodnji bakrene folije

Žarenje je više od procesa "zagrijavanja i hlađenja"; to je sofisticirana integracija znanosti o materijalima i inženjerstva. Manipuliranjem mikrostrukturnih značajki kao što su granice zrna i dislokacije,bakrena folijaprelazi iz „očvrslog“ u „funkcionalno“ stanje, podupirući napredak u 5G komunikacijama, električnim vozilima i nosivoj tehnologiji. Kako se procesi žarenja razvijaju prema većoj inteligenciji i održivosti - poput razvoja peći na vodikov pogon tvrtke CIVEN METAL koje smanjuju emisije CO₂ za 40% - valjana bakrena folija spremna je osloboditi nove potencijale u vrhunskim primjenama.