Die traditionellen industriellen Reinigungsmethoden umfassen hauptsächlich Hochdruckwasser, chemische Reagenzien, Ultraschallwellen und mechanisches Polieren. Diese Reinigungsmethoden weisen jedoch Probleme auf, wie z. B. Beschädigung des Untergrunds, schlechte Arbeitsumgebung, Verschmutzung, Teilreinigung und hohe Reinigungskosten. Mit der Verschärfung der Umweltverschmutzung entwickeln Wissenschaftler aus verschiedenen Ländern aktiv energiesparende, umweltfreundliche und effiziente neue Reinigungstechnologien. Weil Laserreinigung Technologie hat mehrere Vorteile wie geringe Beschädigung der Substratmaterialien, hohe Reinigungsgenauigkeit, Null Emissionen und keine Umweltverschmutzung. Sie wird von Wissenschaft und Industrie nach und nach geschätzt und bevorzugt. Es besteht kein Zweifel, dass die Anwendung der Laserreinigungstechnologie zur Reinigung von Schmutz auf Metalloberflächen sehr breite Perspektiven hat.
Entwicklungsgeschichte und aktueller Stand der Laserreinigungstechnik
In the 1960s, the famous physicist Schawlow first proposed the concept of laser cleaning, and then applied the technology to the repair and maintenance of ancient books. Laser cleaning has a wide range of decontamination, from thick rust layers to fine particles on the surface of objects, including the cleaning of cultural relics, the removal of rubber dirt on the surface of tire molds, the removal of silicone oil contaminants on the surface of gold films, and the microelectronics industry. High precision cleaning. Laser cleaning technology really began in 2004, and began to invest a lot of manpower and material resources to strengthen the research on laser cleaning technology. In the past decade, with the development of advanced lasers, from inefficient and bulky carbon dioxide lasers to light and compact fiber lasers; from continuous output lasers to short pulse lasers with nanoseconds or even picoseconds and femtoseconds; from visible light output To the output of long-wave infrared light and short-wave ultraviolet light... lasers have developed by leaps and bounds in terms of energy output, wavelength range, or laser quality and energy conversion efficiency. The development of lasers has naturally promoted the rapid development of laser cleaning technology. Laser cleaning technology has achieved fruitful results in theory and application.
Das Prinzip der Laserreinigungstechnik
Der Prozess der gepulsten Laserreinigung hängt von den Eigenschaften der vom Laser erzeugten Lichtimpulse ab und basiert auf der photophysikalischen Reaktion, die durch die Wechselwirkung zwischen dem hochintensiven Lichtstrahl, dem Kurzpulslaser und der Kontaminationsschicht verursacht wird. Das physikalische Prinzip kann wie folgt zusammengefasst werden (Abbildung 1)
A) Der vom Laser emittierte Strahl wird von der Verschmutzungsschicht auf der zu behandelnden Oberfläche absorbiert;
B) Die Absorption großer Energie bildet ein schnell expandierendes Plasma (hochionisiertes instabiles Gas), das Stoßwellen erzeugt.
C) Die Stoßwelle wandelt Schadstoffe in Fragmente um und wird eliminiert.
D) Die Breite des Lichtimpulses muss kurz genug sein, um eine Wärmespeicherung zu vermeiden, die die behandelte Oberfläche beschädigen würde.
(E) Experimente zeigen, dass, wenn sich Oxid auf der Metalloberfläche befindet, Plasma auf der Metalloberfläche erzeugt wird.
Plasma wird nur erzeugt, wenn die Energiedichte über dem Schwellenwert liegt, der von der zu entfernenden kontaminierten Schicht oder Oxidschicht abhängt. Dieser Schwelleneffekt ist sehr wichtig für eine effektive Reinigung und gewährleistet gleichzeitig die Sicherheit des Substratmaterials. Es gibt eine zweite Schwelle für das Auftreten von Plasma. Wenn die Energiedichte diesen Schwellenwert überschreitet, wird das Grundmaterial zerstört. Um eine effektive Reinigung unter der Voraussetzung der Gewährleistung der Sicherheit des Substratmaterials durchzuführen, müssen die Laserparameter entsprechend der Situation angepasst werden, so dass die Energiedichte des Lichtimpulses genau zwischen zwei Schwellenwerten liegt.
Beitragszeit: 28.06.2020
