清洗的本质

等离子体清洗是利用所包含的能量离子对表面辐照实现清洗,或是利用所包含的自由基激发表面的化学反应实现清洗。

在生产过程中,工件的表面很容易被污染。因偶极子涨落在气体分子和表面之间引起的弱范德华力,会把气体分子吸附到物体表面上,这种过程被称为物理吸附。这种物理吸附是用焓值来描述。物体表面的吸附层可以采用适当的加热方式去除掉。

外来分子通过化学吸附与物体表面形成键合,这是由于分子或原子与表面形成了使被吸附分子结构改变的化学键合。化学吸附作用所需能量和化学反应所需的能量在同一量级,即每个原子为0.5~5eV。化学吸附的焓值在200KJ/mol范围。通过化学吸附作用形成的基团或者保留了其分子形态(化学辅助吸附),或者解离成了原子或自由基(化学游离吸附),通常需要很高的温度或能量才能把形成的化学吸附层去除掉。

表面氧化是另一类过程,是指物体表面被刻蚀和失去光泽的过程。氧化的初始阶段是氧化原子同表面足够活泼的金属原子结合,在许多物体的表面,先形成表面氧化层,然后形成钝化的氧化膜,这层钝化膜的厚度一般为2~3mm。但是,有一些物体表面在化学吸附的作用下直接就被氧化了。此外,有机油、液体、有机高分子薄膜、微观粒子的沉积和微生物都会污染物体表面。

表面清洁可被定义为是一种去除吸附在表面的外来的非不可或缺材料的清洁过程,非不可或缺材料可能会对产品的工艺流程和性能造成负面影响。在先进制造领域,清洗是不可少的工艺步骤。在工业清洗中,要在尽可能少的花费和对环境影响尽可能小的前提下,将工件表面多余的材料去除掉。需要清洗的领域有金属加工和机器运作、工件的表面改性、电子工业、珠宝表面、塑料和玻璃表面、光学器件和医用器械的表面清洁等,每个领域的清洗程序都有特定的洁净标准。

不同行业中的清洗过程都有各自特殊的要求,既有高精的要求也有最一般的要求。清洗对象的范围是从一般消费品表面的清洗到分析表征级的精净表面清洗。清洗的目的包括改善涂层 与表面的黏合性,提高喷漆和印刷产品的质量。在化学工业中,去除材料表面腐蚀层、表面有害材质,而除锈是另一类广泛应用的清洗。在聚变设备中,超高真空的获得以及粒子加速器中超高真空的获得,关键依赖于对真空壁上许多单分子层吸附气体的去除清洗,尤其是真空腔室壁上的水汽和氧。

传统的清洗方法包括水清洗、洗涤剂或溶剂清洗、化学清洗和机械清洗。这些方法对于大量污垢的清除是最经济实用的方法。清洗过程一般是物理作用和化学作用相互结合的结果。化学作用包括增溶作用、乳化作用、络合作用、过滤和置换;物理作用包括高压喷射、超声分离以及离心作用清洗之前,从而保证清洗的高效性,并且节约能源。

等离子表面处理机

分享到:

发表评论

电子邮件地址不会被公开。 必填项已用*标注