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Knowledge | 2022-04-08

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在光學冷加工中,超聲波清洗是如何實現清洗目的的?一般來說,清洗工藝主要以幹燥的方式命名,如IPA工藝,是指利用IPA(異丙醇)蒸汽脫水幹燥的清洗工藝,純水工藝是指使用熱純水慢提升或冷純水幹燥的幹燥清洗工藝。當然,還有其他的命名方法。經過不斷的變化和發展,光學冷加工中的清洗工藝主要是IPA工藝和純水工藝。


IPA工藝包括洗滌、漂洗、脫水、幹燥四個過程。


由於清洗過程分為溶劑清洗和水基清洗,因此有不同的過程:溶劑清洗、溶劑蒸汽幹燥,然後水基清洗;也有溶劑清洗,然後用乳化劑溶解溶劑,然後用水基清洗。顯然,後者在過程中更光滑、更緊湊,對設備的要求也很簡單。清洗後的鏡片表麵不會有堅固的汙垢,隻有一些清洗劑和鬆散的汙垢混合物。


眾所周知,無機光學玻璃是一種沒有固定分子結構的過冷熔融物質。其結構類型可描述為由二氧化矽和某些金屬氧化物形成的網狀結構。其骨架結構是由小鍵、易斷裂氧和金屬離子形成的大矽氧共價鍵。在清洗過程中,由於超聲場和化學洗滌劑的共同作用,一些矽氧鍵含量小或外圍鍵特別小的材料在清洗過程中容易發生變化,導致清洗效果差。因此,選擇性能溫和的洗滌劑、適當的洗滌劑濃度、溫度、超聲功率和清洗時間對鏡頭的清洗質量非常重要。


用自來水溶解洗滌後鏡片表麵的洗滌劑和汙垢,排除過程稱為衝洗。影響衝洗效果的因素如下:衝洗劑的衝洗性能、衝洗水的純度、溫度和流動性、超聲波頻率等。一般來說,在40kHz時,在室溫下,電導率為0.1sm的純水可以保證衝洗要求。


衝洗後鏡片表麵的清潔度應與衝洗水的清潔度一致。進入IPA後,雖然IPA可以無限期地與純水混合,但在超聲波的作用下,這種混合溶解可以進行得更快、更徹底,使鏡片表麵的狀態與混合溶解後的IPA相同。這個過程被稱為脫水。因此,影響脫水的主要因素是IPA的純度、超聲頻率和脫水時間。IPA的[敏感詞]濃度一般高於97%。

脫水後的鏡片進入IPA蒸汽槽進行幹燥。蒸汽槽的結構一般如下:槽體下部為IPA液體,周圍為高沸點油加熱腔,上部為多圈冷凝管周圍的冷凝區,冷凝管為冷水機提供的循環冷水,鏡片由鏈驅動的支架驅動在幹燥槽中運行。幹燥原理和工藝如下:蒸汽槽IPA在高溫油加熱下沸騰,蒸汽進入冷凝區,在冷凝區形成濃度,溫度相對穩定的蒸汽區,脫水後液體IPA鏡片進入蒸汽區,低溫鏡片表麵蒸汽冷凝液化,清洗鏡片表麵,如淋浴,當鏡片表麵溫度和蒸汽溫度相同時,不再附著液體IPA,全部轉化為IPA。此時,鏡頭在支架的驅動下回到冷凝區,在此過程中,由於溫度下降,鏡頭表麵IPA蒸汽冷凝液化,部分液化IPA在表麵張力和重力的作用下離開鏡頭,部分在夾具散熱時揮發離開鏡頭表麵,上述過程後,鏡頭表麵幹燥。可以看出,影響幹燥的因素有很多:IPA的純度、幹燥位置、鏈條的提升速度、冷水機的水溫、冷凝行程的長度、幹燥時間、夾具材料、形狀選擇等。


以上是IPA過程的四個過程簡介。純水工藝由洗滌、衝洗和幹燥三個過程組成。洗滌和衝洗與IPA過程相同,不再重複。區別在於幹燥。幹燥分為兩種情況:熱純水慢提拉和冷純水幹燥。


在一定的高溫下,表麵張力可以達到[敏感詞],衝洗後的鏡片浸泡在其中,表麵不濕潤,由於表麵張力大,傾斜緩慢。純水在表麵迅速收縮成球形,離開鏡片,脫水後的鏡片在過濾的熱空氣中幹燥。因此,水的純度、溫度、緩慢的提升速度、工件的傾斜度和熱空氣的清潔度對幹燥有很大的影響。


冷純水幹燥過程非常簡單:將純水衝洗後的鏡片放入離心幹燥機中。當工件達到平衡時,啟動幹燥機,利用離心分離的原理幹燥鏡片表麵的純水,對低要求的鏡片可以達到滿意的效果,節省IPA和場地。但對幹燥機的平衡性能要求很高。


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