傳(chuan) 統清洗工業(ye) 有各種各樣的清洗方式,多是利用化學藥劑和機械方法進行清洗。在我國環境保護法規要求越來越嚴(yan) 格、人們(men) 環保和安全意識日益增強的今天,工業(ye) 生產(chan) 清洗中可以使用的化學藥品種類將變得越來越少。如何尋找更清潔,且不具損傷(shang) 性的清洗方式是我們(men) 不得不考慮的問題。而激光清洗具有無研磨、非接觸、無熱效應和適用於(yu) 各種材質的物體(ti) 等清洗特點,被認為(wei) 是最可靠、最有效的解決(jue) 辦法。同時,激光清洗可以解決(jue) 采用傳(chuan) 統清洗方式無法解決(jue) 的問題。
脈衝(chong) 式的激光清洗的過程依賴於(yu) 激光器所產(chan) 生的光脈衝(chong) 的特性,基於(yu) 由高強度的光束、短脈衝(chong) 激光及汙染層之間的相互作用所導致的光物理反應。其物理原理可概括如下:
a)激光器發射的光束被需處理表麵上的汙染層所吸收。
b)大能量的吸收形成急劇膨脹的等離子體(ti) (高度電離的不穩定氣體(ti) ),產(chan) 生衝(chong) 擊波。
c)衝(chong) 擊波使汙染物變成碎片並被剔除。
等離子體(ti) 隻在能量密度高於(yu) 閾值的情況下產(chan) 生,這個(ge) 閾值取決(jue) 於(yu) 被去除的汙染層或氧化層。這個(ge) 閾值效應對在保證基底材料安全的情況下進行有效清潔非常重要。等離子體(ti) 的出現還存在第二個(ge) 閾值。如果能量密度超過這一閾值,則基底材料將被破壞。為(wei) 在保證基底材料安全的前提下進行有效的清潔,必須根據情況調整激光參數,使光脈衝(chong) 的能量密度嚴(yan) 格處於(yu) 兩(liang) 個(ge) 閾值之間。
每個(ge) 激光脈衝(chong) 去除一定厚度的汙染層。如果汙染層比較厚,則需要多個(ge) 脈衝(chong) 進行清洗。將表麵清洗幹淨所需要的脈衝(chong) 數量取決(jue) 於(yu) 表麵汙染程度。由兩(liang) 個(ge) 閾值產(chan) 生的一個(ge) 重要結果是清洗的自控性。能量密度高於(yu) 第一閾值的光脈衝(chong) 將一直剔除汙染物,直到達到基底材料為(wei) 止。然而,因為(wei) 其能量密度低於(yu) 基底材料的破壞閾值,所以基底不會(hui) 受到破壞。
從(cong) 方法上再細分,激光清洗方法有4種:
1、激光幹洗法,即采用脈衝(chong) 激光直接輻射去汙;
2、激光+液膜方法,即首先沉積一層液膜於(yu) 基體(ti) 表麵,然後用激光輻射去汙;當激光照射於(yu) 液膜上時,液膜急劇受熱,產(chan) 生爆炸性汽化,爆炸性衝(chong) 擊波使基體(ti) 表麵的汙物鬆散。並隨衝(chong) 擊波飛離加工物體(ti) 表麵,達到去汙的目的。
3、激光+惰性氣體(ti) 的方法,即在激光輻射的同時,用惰性氣體(ti) 吹向基體(ti) 表麵,當汙物從(cong) 表麵剝離後會(hui) 立即被氣體(ti) 吹離表麵,以避免表麵再次汙染和氧化;
4、運用激光使汙垢鬆散後,再用非腐蝕性化學方法清洗。
目前,由於(yu) 我國高端製造業(ye) 的發展及環保要求的不斷提高,傳(chuan) 統清洗技術(化學法、機械打磨法)已遠不能滿足我國工業(ye) 化生產(chan) 的需求,清洗技術的落後限製我國部分重要行業(ye) 正常生產(chan) 運行。因此,激光清洗技術作為(wei) 綠色、高效製造的代表,在我國高端製造業(ye) 快速發展的情況下具有廣闊的市場規模。