लुढ़के हुए तांबे की पन्नी का एनीलिंग: उन्नत अनुप्रयोगों के लिए बेहतर प्रदर्शन को अनलॉक करना

इलेक्ट्रॉनिक्स विनिर्माण, नवीकरणीय ऊर्जा और एयरोस्पेस जैसे उच्च-तकनीकी उद्योगों में,लुढ़का हुआ तांबे का पन्नीतांबे की उत्कृष्ट चालकता, लचीलेपन और चिकनी सतह के लिए इसे बहुत महत्व दिया जाता है। हालांकि, उचित एनीलिंग के बिना, लुढ़के हुए तांबे की पन्नी में वर्क हार्डनिंग और अवशिष्ट तनाव हो सकता है, जिससे इसकी उपयोगिता सीमित हो जाती है। एनीलिंग एक महत्वपूर्ण प्रक्रिया है जो तांबे की सूक्ष्म संरचना को परिष्कृत करती है।तांबे की पन्नीयह लेख एनीलिंग के सिद्धांतों, सामग्री के प्रदर्शन पर इसके प्रभाव और विभिन्न उच्च-स्तरीय उत्पादों के लिए इसकी उपयुक्तता पर विस्तार से चर्चा करता है।

1. एनीलिंग प्रक्रिया: बेहतर गुणों के लिए सूक्ष्म संरचना का रूपांतरण

रोलिंग प्रक्रिया के दौरान, तांबे के क्रिस्टल संपीड़ित और विस्तारित होते हैं, जिससे विस्थापन और अवशिष्ट तनाव से भरी एक रेशेदार संरचना बनती है। इस कार्य कठोरता के परिणामस्वरूप कठोरता में वृद्धि, तन्यता में कमी (केवल 3%-5% तक विस्तार) और चालकता में लगभग 98% IACS (अंतर्राष्ट्रीय एनील्ड कॉपर मानक) तक थोड़ी कमी आती है। एनीलिंग एक नियंत्रित "हीटिंग-होल्डिंग-कूलिंग" अनुक्रम के माध्यम से इन समस्याओं का समाधान करती है।

1. तापन चरण: दतांबे की पन्नीशुद्ध तांबे के लिए परमाणु गति को सक्रिय करने के लिए इसे इसके पुनर्क्रिस्टलीकरण तापमान तक गर्म किया जाता है, जो आमतौर पर 200-300 डिग्री सेल्सियस के बीच होता है।
2. धारण चरणइस तापमान को 2-4 घंटे तक बनाए रखने से विकृत कण विघटित हो जाते हैं और नए, समअक्षीय कण बन जाते हैं, जिनका आकार 10-30 माइक्रोमीटर तक होता है।
3. शीतलन चरण5°C/मिनट या उससे कम की धीमी शीतलन दर नए तनावों के उत्पन्न होने से रोकती है।

सहायक डेटा:

• एनीलिंग तापमान कणों के आकार को सीधे प्रभावित करता है। उदाहरण के लिए, 250°C पर लगभग 15 μm आकार के कण प्राप्त होते हैं, जिसके परिणामस्वरूप तन्यता सामर्थ्य 280 MPa होती है। तापमान को 300°C तक बढ़ाने पर कणों का आकार बढ़कर 25 μm हो जाता है, जिससे सामर्थ्य घटकर 220 MPa हो जाती है।
• उचित भंडारण समय अत्यंत महत्वपूर्ण है। 280°C पर, 3 घंटे का भंडारण 98% से अधिक पुन: क्रिस्टलीकरण सुनिश्चित करता है, जैसा कि एक्स-रे विवर्तन विश्लेषण द्वारा सत्यापित किया गया है।

2. उन्नत एनीलिंग उपकरण: परिशुद्धता और ऑक्सीकरण रोकथाम

प्रभावी एनीलिंग के लिए समान तापमान वितरण सुनिश्चित करने और ऑक्सीकरण को रोकने के लिए विशेष गैस-सुरक्षित भट्टियों की आवश्यकता होती है:

1. भट्टी डिजाइन: बहु-क्षेत्रीय स्वतंत्र तापमान नियंत्रण (जैसे, छह-क्षेत्रीय विन्यास) यह सुनिश्चित करता है कि पन्नी की चौड़ाई में तापमान का अंतर ±1.5°C के भीतर रहे।
2. सुरक्षात्मक वातावरणउच्च शुद्धता वाले नाइट्रोजन (≥99.999%) या नाइट्रोजन-हाइड्रोजन मिश्रण (3%-5% H₂) को शामिल करने से ऑक्सीजन का स्तर 5 पीपीएम से नीचे रहता है, जिससे कॉपर ऑक्साइड (ऑक्साइड परत की मोटाई <10 एनएम) के निर्माण को रोका जा सकता है।
3. परिवहन प्रणालीतनाव-मुक्त रोलर परिवहन पन्नी की समतलता को बनाए रखता है। उन्नत ऊर्ध्वाधर एनीलिंग भट्टियां 120 मीटर प्रति मिनट तक की गति से काम कर सकती हैं, और प्रत्येक भट्टी की दैनिक क्षमता 20 टन है।

केस स्टडीएक ग्राहक जो अक्रिय गैस एनीलिंग भट्टी का उपयोग कर रहा था, उसे सतह पर लाल रंग का ऑक्सीकरण देखने को मिला।तांबे की पन्नीसतह पर ऑक्सीजन की मात्रा 50 पीपीएम तक होने के कारण, नक़्क़ाशी के दौरान खुरदरापन (बर्स्क) उत्पन्न हो जाता था। सुरक्षात्मक वातावरण वाले भट्टी का उपयोग करने से सतह की खुरदरापन (Ra) ≤0.4μm तक पहुँच गई और नक़्क़ाशी की उपज 99.6% तक बढ़ गई।

3. प्रदर्शन में सुधार: "औद्योगिक कच्चे माल" से "कार्यात्मक सामग्री" तक

एनील्ड कॉपर फ़ॉइलमहत्वपूर्ण सुधार प्रदर्शित करता है:

इन सुधारों के कारण एनील्ड कॉपर फॉयल निम्नलिखित कार्यों के लिए आदर्श बन जाती है:

1. लचीले मुद्रित परिपथ (एफपीसी)20% से अधिक खिंचाव के साथ, यह पन्नी 100,000 से अधिक गतिशील मोड़ने के चक्रों को सहन कर सकती है, जो मोड़ने योग्य उपकरणों की मांगों को पूरा करती है।
2. लिथियम-आयन बैटरी करंट कलेक्टरनरम पन्नी (HV<90) इलेक्ट्रोड कोटिंग के दौरान दरार पड़ने का प्रतिरोध करती है, और अति पतली 6μm पन्नी ±3% के भीतर वजन स्थिरता बनाए रखती है।
3. उच्च आवृत्ति वाले सब्सट्रेट0.5μm से कम सतह की खुरदरापन सिग्नल हानि को कम करती है, जिससे 28 GHz पर सम्मिलन हानि 15% तक कम हो जाती है।
4. विद्युतचुंबकीय परिरक्षण सामग्री101% IACS की चालकता 1 GHz पर कम से कम 80 dB की परिरक्षण प्रभावशीलता सुनिश्चित करती है।

4. सिवेन मेटल: उद्योग में अग्रणी एनीलिंग तकनीक का विकास

सिवेन मेटल ने एनीलिंग तकनीक में कई महत्वपूर्ण उपलब्धियां हासिल की हैं:

1. बुद्धिमान तापमान नियंत्रणइन्फ्रारेड फीडबैक के साथ पीआईडी ​​एल्गोरिदम का उपयोग करते हुए, तापमान नियंत्रण में ±1°C की सटीकता प्राप्त की गई।
2. बेहतर सीलिंग: गतिशील दबाव क्षतिपूर्ति वाली दोहरी परत वाली भट्टी की दीवारें गैस की खपत को 30% तक कम कर देती हैं।
3. अनाज अभिविन्यास नियंत्रणग्रेडिएंट एनीलिंग के माध्यम से, लंबाई के साथ अलग-अलग कठोरता वाली पन्नी का उत्पादन किया जाता है, जिसमें 20% तक की स्थानीयकृत शक्ति भिन्नता होती है, जो जटिल स्टैम्प्ड घटकों के लिए उपयुक्त है।

मान्यकरण: सिवेन मेटल की आरटीएफ-3 रिवर्स-ट्रीटेड फॉइल, पोस्ट-एनीलिंग, को 5जी बेस स्टेशन पीसीबी में उपयोग के लिए ग्राहकों द्वारा मान्य किया गया है, जो 10 GHz पर डाइइलेक्ट्रिक लॉस को 0.0015 तक कम करता है और ट्रांसमिशन दरों को 12% तक बढ़ाता है।

5. निष्कर्ष: कॉपर फॉइल उत्पादन में एनीलिंग का रणनीतिक महत्व

एनीलिंग महज एक "गर्म-ठंडा" प्रक्रिया से कहीं अधिक है; यह पदार्थ विज्ञान और इंजीनियरिंग का एक परिष्कृत एकीकरण है। अनाज की सीमाओं और अव्यवस्थाओं जैसी सूक्ष्म संरचनात्मक विशेषताओं में हेरफेर करके,तांबे की पन्नीयह प्रक्रिया "कार्य-कठोर" अवस्था से "कार्यात्मक" अवस्था में परिवर्तित होती है, जो 5G संचार, इलेक्ट्रिक वाहनों और पहनने योग्य तकनीक में प्रगति का आधार बनती है। जैसे-जैसे एनीलिंग प्रक्रियाएं अधिक बुद्धिमत्ता और स्थिरता की ओर विकसित हो रही हैं—जैसे कि सिवेन मेटल द्वारा हाइड्रोजन-संचालित भट्टियों का विकास, जिससे CO₂ उत्सर्जन में 40% की कमी आई है—रोल्ड कॉपर फ़ॉइल अत्याधुनिक अनुप्रयोगों में नई संभावनाओं को खोलने के लिए तैयार है।