电解铜箔生产 -中南大学出版社

电解铜箔生产

【作者】：金荣涛
【出版时间】：2010-12
【字数】：422（千字）
【定价】：￥58.00（元）
【出版社】：中南大学出版社
【ISBN】：978-7-5487-0087-6
【页码】：256（页）
【开本】：16开

本书为中国有色金属工业协会组织编写, 为“十一五”国家重点图书出版规划项目《有色金属丛书》中之一本, 共分10章,第1章主要介绍了电解铜箔的品种、分类、生产方法以及发展历史与发展方向;第2章至第4章分别介绍了各种原料的要求、溶铜造液的原理及电解液的净化技术;第5章从电化学的基本知识开始,由浅入深,阐述了生箔的形成过程、电极反应、生产设备结构、生产工艺和常见品质缺陷的处理; 第6章介绍了合金沉积的基本理论和阴、阳极过程,分析了电解液组成及工艺条件对合金成分的影响,对铜箔的氧化处理技术、电化学粗化的原理、工艺过程、设备结构和设备选型计算进行论述, 对生产上常见品质问题给出了解决办法; 第7章重点介绍了不同载体超薄铜箔、涂树脂铜箔、上胶铜箔、锂电池用铜箔、高温高延铜箔、高频铜箔和激光成孔铜箔生产方法和技术; 第8章为分切和包装; 第9章对生产中间过程控制、品质的一致性、 SPC应用进行了详细说明; 第10章为环境保护部分, 介绍了铜箔生产过程中的三废处理。

第1章概论1
1.1 金属箔的生产
1.1.1 压延法1
1.1.2 湿式法2
1.1.3 干式法3
1.2 金属箔材分类5
1.3 电解法生产铜箔的发展历史5
1.3.1 电解铜箔的产生5
1.3.2 美国铜箔的发展6
1.3.3 日本铜箔的发展6
1.3.4 中国电解铜箔的发展8
1.3.5 韩国铜箔的发展9
1.3.6 铜箔技术与标准的的发展9
1.4 电解铜箔的用途与要求10
1.4.1 铜箔的用途10
1.4.2 电解铜箔的基本要求11
1.4.3 发展趋势12
第2章原料准备14
2.1 电解铜箔的原料14
2.1.1 铜料14
2.1.2 硫酸17
2.1.3 双氧水19
2.1.4 硫酸镍21
2.1.5 铬酐 21
2.1.6 五氧化二砷22
2.1.7 氢氧化钠23
2.1.8 硫酸锌24
2.1.9 氧化锌25
2.2 纯水制备26
2.2.1 电渗析法27
2.2.2 离子交换法27
2.2.3 填充床电渗析29
第3章溶铜造液33
3.1 溶铜原理33
3.1.1 水的热力学稳定区33
3.1.2 Cu-H₂O系的电位—pH图35
3.2 溶铜的方法 37
3.3 溶铜设备38
3.3.1 溶铜罐38
3.3.2 输送泵40
3.3.3 换热器41
3.4 生产实践47
3.4.1 工艺流程47
3.4.2 溶铜常见故障及处理49
第4章溶液净化处理51
4.1 净化方法51
4.1.1 过滤介质的分类51
4.1.2 选择过滤介质的基本要求52
4.1.3 常用过滤介质及其主要性能53
4.1.4 助滤剂 55
4.2 有机物的净化56
4.2.1 活性炭的分类57
4.2.2 影响粒状活性炭吸附作用的主要因素58
4.3 过滤设备58
4.2.1 高效密闭加压叶滤机59
4.2.2 滤袋式过滤器 60
4.2.3 板框过滤机61
4.4 过滤技术的发展62
4.4.1 微滤技术62
4.4.2 超滤法63
4.4.3 过滤精度64
第5章生箔电解67
5.1 电解基本理论知识 67
5.1.1 浓度67
5.1.2 电解液的导电机理 68
5.1.3 电解定律70
5.1.4 电流效率72
5.1.5 电解液的性质73
5.2 电极过程 76
5.2.1 电极过程76
5.2.2 电极电势和可逆电极 77
5.2.3 电极反应的速率82
5.2.4 极限电流密度84
5.2.5 电势-pH图(E-pH图) 85
5.3 电解铜箔的形成过程 85
5.3.1 铜在阴极上析出86
5.3.2 氢在阴极上析出89
5.3.3 阳离子在阴极上共同放电90
5.3.4 电流在阴极上的分布93
5.3.5 金属在阴极辊上的分布95
5.3.6 结晶形态和结构96
5.4 阳极反应 98
5.4.1 阳极反应和阳极材料98
5.4.2 铅阳极的阳极过程99
5.4.3 铅基合金阳极100
5.4.4 钛阳极102
5.5 辊式连续电解方法和设备103
5.5.1 生箔制造工艺流程103
5.5.2 设备组成104
5.5.3 生产工艺116
5.5.4 阴极辊的抛磨118
5.6 添加剂的影响122
5.6.1 添加剂的类型122
5.6.2 添加剂的作用机理122
5.6.3 添加剂的选择方法 125
5.6.4 添加方式127
5.7 设备选型与计算 127
5.7.1 概述127
5.7.2 计算127
5.8 其他生产技术128
5.8.1 环带式 130
5.8.2 生箔和表面处理同时进行的方法130
5.9 生产实践130
5.9.1 铜箔的内应力131
5.9.2 外观缺陷132
5.9.3 物理性能138
5.9.4 铜箔撕边140
5.9.5 尺寸缺陷143
第6章表面处理147
6.1 表面处理的意义147
6.2 表面处理理论基础148
6.2.1 金属结晶与合金相图 148
6.2.2 电沉积合金相图的特点151
6.2.3 电沉积合金的条件 154
6.2.4 电沉积合金的结构特点156
6.2.5 电解液组成及工艺条件对电沉积合金成分的影响158
6.2.6 合金电沉积的阴极过程160
6.2.7 电沉积合金的阳极过程162
6.3 表面处理技术165
6.3.1 氧化处理165
6.3.2 电化学粗化168
6.3.3 表面处理工艺174
6.3.4 表面处理设备177
6.3.5 表面处理常见问题181
6.3.6 脉冲表面处理技术 183
6.3.7 设备选型与计算184
第7章特殊铜箔的生产技术86
7.1 超薄铜箔生产技术186
7.1.1 概述186
7.1.2 铝载体铜箔的生产187
7.1.3 铜载体超薄铜箔189
7.2 涂树脂铜箔生产技术 193
7.2.1 涂树脂铜箔的结构与特性193
7.2.2 RCC的生产设备及要求195
7.2.3 RCC的发展 197
7.3 上胶铜箔生产 199
7.3.1 生产技术199
7.3.2 铜箔胶对上胶铜箔性能的影响202
7.4 锂电池用电解铜箔207
7.4.1 锂电池用铜箔性能要求207
7.4.2 锂电池用电解铜箔生产技术 209
7.5 高温高伸长率电解铜箔211
7.5.1 高温高伸长率电解铜箔性能211
7.5.2 生产方法212
7.6 高频电路用铜箔 213
7.6.1 高频线路的特点213
7.6.2 高频电路用铜箔生产214
7.7 激光钻孔铜箔 216
7.7.1 激光钻孔的现状216
7.7.2 激光成孔铜箔制造技术217
7.8 反转铜箔 218
第8章分切与包装219
8.1 分切 219
8.1.1 分切的作用219
8.1.2 分切机的结构和工作原理219
8.1.3 控制系统219
8.1.4 分切机构 221
8.1.5 主要技术指标222
8.1.6 分切要求222
8.1.7 常见品质问题222
8.2 切片生产 223
8.2.1 设备组成223
8.2.2 设备性能要求224
8.3 产品包装224
8.3.1 普通包装224
8.3.2 真空包装224
8.3.3 包装箱要求225
8.4 生产经济技术指标225
第9章质量控制227
9.1 铜箔生产中间过程控制227
9.1.1 生箔电解液分析227
9.1.2 表面处理电解液的分析234
9.2 品质的一致性237
9.2.1 品质的一致性概述237
9.2.2 品质一致性检验 238
9.3 统计过程控制(SPC)241
9.3.1 SPC的作用241
9.3.2 SPC技术原理242
9.3.3 SPC应用步骤242
9.3.4 SPC应用的优势和不足244
9.3.5 SPC的最新发展245
第10章环境保护246
10.1 废水处理246
10.1.1 废水的来源及水质 246
10.1.2 废水处理方法247
10.2 废气治理252
10.2.1 废气的分类252
10.2.2 废气处理技术252
参考文献255

电解铜箔作为一个新兴的铜加工产品,在电子材料工业中的地位越来越重要。电解法生产的铜箔,除仍保持其他方法生产的铜箔所具有的高导电性、高导热性、一定的机械强度、美丽的金属光泽外,还由于电解铜箔一面光洁,另一面较为粗糙,便于粘贴到其他材料的表面。因此,电解铜箔除像压延铜箔可以广泛应用于建筑装饰材料、挠性母线、电波屏蔽板、高频汇流排及热能搜集器外,主要用于印刷线路板的导电材料和锂电池的电极材料。

电解铜箔生产方法及有关理论知识,在一些论文中都有过介绍,但还没有一本专著把电解铜箔生产的理论与技术紧密地结合,把电解铜箔的原料、生箔制作、表面处理、品质控制等连接起来,详细、系统、全面地进行介绍。基于这种认识,笔者在20多年从事电解铜箔生产实践经验积累与总结,技术开发、科学研究工作的基础上写成了此书。期望将有关电解铜箔的基础理论、生产技术、常用的有关知识总结在一起,比较系统、详细、全面地介绍给读者,以便对电解铜箔生产的整个过程有一个全面的了解。

本书除作者本人的研究成果、生产实践经验的积累和总结外, 还参考和引用了许多专家、学者的资料和研究成果, 并在参考文献予以明示; 同时在本书出版过程中得到主审和责任编辑的精心审核和加工, 在此向他们表示衷心的感谢。

限于作者的学识与经验, 书中难免存在一些不妥之处, 真诚地欢迎读者批评指正。

金荣涛

2009年12月

有色金属是重要的基础原材料, 广泛应用于电力、交通、建筑、机械、电子信息、航空航天和国防军工等领域, 在保障国民经济建设和社会发展等方面发挥了不可或缺的作用。

改革开放以来, 特别是新世纪以来, 我国有色金属工业持续快速发展, 已成为世界最大的有色金属生产国和消费国, 产业整体实力显著增强, 在国际同行业中的影响力日益提高。主要表现在: 总产量和消费量持续快速增长, 2008年, 十种有色金属总产量2 520万吨, 连续七年居世界第一, 其中铜产量和消费量分别占世界的20%和24%; 电解铝、铅、锌产量和消费量均占世界总量的30%以上。经济效益大幅提高, 2008年, 规模以上企业实现销售收入预计2.1万亿以上, 实现利润预计800亿元以上。产业结构优化升级步伐加快, 2005年已全部淘汰了落后的自焙铝电解槽; 目前, 铜、铅、锌先进冶炼技术产能占总产能的85%以上; 铜、铝加工能力有较大改善。自主创新能力显著增强, 自主研发的具有自主知识产权的350 kA、 400 kA大型预焙电解槽技术处于世界铝工业先进水平, 并已输出到国外; 高精度内螺纹铜管、高档铝合金建筑型材及时速350 km高速列车用铝材不仅满足了国内需求, 已大量出口到发达国家和地区。国内矿山新一轮找矿和境外矿产资源开发取得了突破性进展, 现有9大矿区的边部和深部找矿成效显著, 一批有实力的大型企业集团在海外资源开发和收购重组境外矿山企业方面迈出了实质性步伐, 有效增强了矿产资源的保障能力。

2008年9月份以来, 我国有色金属工业受到了国际金融危机的严重冲击, 产品价格暴跌, 市场需求萎缩, 生产增幅大幅回落, 企业利润急剧下降, 部分行业已出现亏损。纵观整体形势, 我国有色金属工业仍处在重要机遇期, 挑战和机遇并存, 长期发展向好的趋势没有改变。今后一个时期, 我国有色金属工业发展以控制总量、淘汰落后、技术改造、企业重组、充分利用境内外两种资源, 提高资源保障能力为重点, 推动产业结构调整和优化升级, 促进有色金属工业可持续发展。

实现有色金属工业持续发展, 必须依靠科技进步, 关键在人才。为了全面提高劳动者素质, 培养一大批高水平的科技创新人才和高技能的技术工人, 由中国有色金属工业协会牵头, 组织中南大学出版社及有关企业、科研院校数百名有经验的专家学者、工程技术人员, 编写了《中国有色金属丛书》。《丛书》内容丰富, 专业齐全, 科学系统, 实用性强, 是一套好教材, 也可作为企业管理人员和相关专业大学生的参考书。经过编写、编辑、出版人员的艰辛努力, 《丛书》即将陆续与广大读者见面。相信它一定会为培养我国有色金属行业高素质人才, 提高科技水平, 实现产业振兴发挥积极作用。

康义

2009年3月