激光清洗原理,激光表面清洗是基于由高強度的光束、短脈沖激光及污染層之間的相互作用所導致的光物理反應。激光清洗可概括為:
①激光器發(fā)射的光束被需處理表面上的污染層所吸收;
②能量的吸收形成急劇膨脹的等離子體(高度電離的不穩(wěn)定氣體),產生沖擊波;
③沖擊波使污染物變成碎片并被剔除。
光脈沖寬度必須足夠短,以避免使被處理表面遭到破壞的熱積累;實驗表明當金屬表面上有氧化物時,等離子體產生于金屬表面。激光清洗不但可以用來清洗有機的污染物,也可以用來清洗無機物,包括模具的清洗、金屬的銹蝕、武器裝備的清洗等,已經被廣泛應用。
由于工件表面附著物的成分和結構復雜,如油污、殘留蠟、氧化層等或混合污染污垢,激光與之作用的機理也各不相同,用于對此作解釋最常用的理論模型有以下幾種:
光氣化/光分解:激光器產生的激光,經過光學系統(tǒng)的聚光可以實現(xiàn)能量的高度集中,聚焦后的激光束在焦點附近可產生幾千度甚至幾萬度的高溫,使物體表面附著物瞬間氣化或分解。
光剝離:通過激光的作用使物體表面附著物受熱膨脹,當物體表面附著物的膨脹力大于其與基體之間的吸附力時,物體表面附著物便會從物體的表面脫離。
光振動:利用較高頻率和功率的脈沖激光沖擊物體的表面,在物體表面產生超聲波,超聲波在沖擊中下層硬表面以后返回,與入射聲波發(fā)生干涉,從而產生高能共振波,使污垢發(fā)生微小爆裂、粉碎、脫離基體物質表面,當物體與表面附著物對激光束的吸收系數差別不大,或者表面附著物受熱后會產生有毒物質等情況時,可以選用這種清洗手段。
在我國環(huán)境保護法規(guī)要求越來越嚴格、人們環(huán)保和安全意識日益增強的今天,如何尋找更清潔,且不具損傷性的清洗方式是我們不得不考慮的問題,而激光清洗具有無研磨、非接觸、低熱效應和適用于各種材質的物體等清洗特點,給我們提供了一個新的方向。

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