なぜレーザー洗浄がトレンドになるのか

従来の工業用洗浄方法には、主に高圧水、化学試薬、超音波、機械研磨が含まれます。 しかしながら、これらの洗浄方法は、基材への損傷、劣悪な作業環境、汚染、部分的な洗浄、および高い洗浄コストなどの問題を抱えている。 環境汚染の激化に伴い、各国の学者は省エネ、環境に配慮した効率的な新しい洗浄技術を積極的に開発しています。 そのため、レーザークリーニング テクノロジーには、基板材料へのダメージが少ない、洗浄精度が高い、排出物がゼロで汚染がないなどの複数の利点があり、学術界や産業界から徐々に評価され、支持されています。 金属表面の汚れの洗浄にレーザー洗浄技術を適用することには、非常に広い展望があることは間違いありません。

なぜレーザー洗浄がトレンドになるのか

レーザー洗浄技術の開発履歴と現状

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.

レーザー洗浄技術の原理

パルスレーザークリーニングのプロセスは、レーザーによって生成される光パルスの特性に依存し、高強度の光ビーム、短パルスレーザー、および汚染層の間の相互作用によって引き起こされる光物理反応に基づいています。 物理的原理は次のように要約できます(図1)

A)レーザーによって放出されたビームは、処理される表面の汚染層によって吸収されます。

B)大きなエネルギーを吸収すると、急速に拡大するプラズマ(高電離不安定ガス)が形成され、衝撃波が発生します。

C)衝撃波は汚染物質を断片に変え、除去されます。

D)光パルスの幅は、処理された表面に損傷を与える熱の蓄積を避けるために十分に短くなければなりません。

(E)実験は、金属表面に酸化物がある場合、プラズマが金属表面に生成されることを示しています。

プラズマは、エネルギー密度がしきい値を超えている場合にのみ生成されます。しきい値は、除去される汚染層または酸化物層によって異なります。 このしきい値効果は、基板材料の安全性を確保しながら効果的な洗浄を行うために非常に重要です。 プラズマの出現には2つ目のしきい値があります。 エネルギー密度がこのしきい値を超えると、母材が破壊されます。 基板材料の安全性を確保することを前提に効果的な洗浄を実行するには、レーザーパラメーターを状況に応じて調整して、光パルスのエネルギー密度が厳密に2つのしきい値の間になるようにする必要があります。


投稿時間:2020年6月28日
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