超声波工艺简介


影响清洗的因素:

A,清洗工艺的技术关键:光学玻璃经过清洗后能否达到表面不留任何油污,污迹,表面光滑,水膜完好!

B,影响清洗后玻璃质量的因素及相应的解决方法:

(1)玻璃本身的质量及被污染的情况,主要为:表面有霉点,气泡,划伤等,在机械处理中,如:研磨,搽试,测应力时,人为导致的污染情况不一;

(2)清洗剂的选择其能动及温度,水质;

国际上应用最广的清洗剂为CFC-113,四氯化炭,1-1-1三氯乙烷(简称ODS)等,此类清

洗剂对臭氧层有破坏,属于非环保性清洗剂;我们采用非ODS的水类碱性清洗剂,主要由水,碱,表面活性剂,防锈材料组成,化学式C3H8,具有侧链的环状烯烃,具有较强的溶油能力;特点:低毒,不燃,清洗成本低等特点;

(3)溶液的浓度直接影响清洗度的大小;

通常清洗液的PH值一般在8.5-12之间,若PH值大于10,侧表面活性物质作用要削弱,当PH

值大于12时,侧清洁度下降。在实际使用中发现当溶液浓度过大,超过15%,清洗效果不好

,不易漂洗,而浓度约为4%-7%时,侧清洗效果较佳。

(4)溶液温度及浸泡时间也同样影响去污效率;

当温度上升,溶液的反应速度也上升,污染物的粘度下降,便于污染物脱离,但溶液的稳定

度下降。实际发现溶液温度50度,浸泡30分钟后,清洗效果最好!

(5)在清洗过程中,还应注意必须使用纯水或去离子水,若使用自来水等硬水侧很难除去玻璃上的油污,且水中所含的Ca,Na离子等杂质会在烘干后的玻璃表面形成一层白色雾状膜,污染玻璃;

(6)玻璃经清洗后需漂洗,漂洗后的清洁度,除与清洁剂的漂洗性和清洗液中的清洁剂浓度有关外,还与漂洗工序的多少,漂洗供水量的大小,温度及循环使用的纯水是否干净有关;

(7)清洗环境的清洁程度;

(8)清洗后的干燥工艺及温度:

应尽量保证玻璃垂直,可在玻璃下垫陶瓷柱,避免烘干后玻璃下沿有水印;烘箱温度控制在70度左右,时间在20分钟左右。若温度过高,会在玻璃边角上产生花纹

在光学冷加工中,镜片的清洗主要是指镜片抛光后残余抛光液、黏结剂、保护性材料的清洗;镜片磨边后磨边油、玻璃粉的清洗;镜片镀膜前手指印、口水圈以及各种附着物的清洗。传统的清洗方法是利用擦拭材料(纱布、无尘纸)配合化学试剂(汽油、乙醇、丙酮、乙醚)采取浸泡、擦拭等手段进行手工清擦。这种方法费时费力,清洁度差,显然不适应现代规模化的光学冷加工行业。这迫使人们寻找一种机械化的清洗手段来代替。于是超声波清洗技术逐步进入光学冷加工行业并大显身手,进一步推动了光学冷加工业的发展。

超声波清洗技术的基本原理,大致可以认为是利用超声场产生的巨大作用力,在洗涤介质的配合下,促使物质发生一系列物理、化学变化以达到清洗目的的方法。

当高于音波(28~40khz)的高频振动传给清洗介质后,液体介质在高频振动下产生近乎真空的空腔泡,空腔泡在相互间的碰撞、合并、消亡的过程中,可使液体局部瞬间产生几千大气压的压强,如此大的压强使得周围的物质发生一系列物理、化学变化。这种作用称为"空化作用":

1.空化作用可使物质分子的化池键断裂,引起各种物理变化(溶解、吸附、乳化、分散)和化学变化(氧化、还原、分解、化合)等。

2.当空腔泡的固有频率和超声频率相等时,可产生共振,共振的空腔泡内聚集了大量的热能,这种热能足以使周围物质化学键断裂而引起物理、化学变化。

3.当空腔泡形成时,两泡壁间因产生极大的电位差而引起放电,致使腔内气泡活化进而引起周围物质的活化,从而使物质发生物理、化学变化。

超声场为清洗提供了巨大的能量,但还需化学洗剂作为介质。一般将化学洗剂分为两类,一类是有机溶剂,主要是根据相似相溶的化学原理,对有机物如:黏结剂(沥青、松香等)、保护性材料(沥青、树脂等)、磨边润滑油进行溶解。在光学洗净中,最初用三氯乙烯、芳香烃、氟里昂等作为清洗剂,这类物质虽然溶解性强,但有的易挥发,毒性大,有的对大气臭氧层有破坏作用,被逐步禁用。现国内多采用一些上述物质的改进产品或某些碳氢化合物做溶剂。目前使用较多的另一类清洗剂是以表面活性剂为主要成分的水基清洗剂,其清洗原理简单地说是由于表面活性剂的分子结构中同时含有亲油基的亲水基,具有极性和结构不对称的特点。正是这种特点使得它能极大降低水溶液的表面张力,使物体表面易于润湿,表面污物易于被溶解,分散在清洗液中而达到洗涤的目的。


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