激光清洗的作用机理

2025-04-17 13:46:25

　　激光清洗具有无研磨、非接触、低热效应和适用于各种材质的物体等清洗特点，被认为是最可靠、最有效的解决办法。

　　传统清洗工业设备有各种各样的清洗方式，多是利用化学药剂和机械方法进行清洗。在我国环境保护法规要求越来越严格、人们环保和安全意识日益增强的今天，工业生产清洗中可以使用的化学药品种类将变得越来越少。如何寻找更清洁，且不具损伤性的清洗方式是我们不得不考虑的问题。而激光清洗具有无研磨、非接触、低热效应和适用于各种材质的物体等清洗特点，被认PG电子网站为是最可靠、最有效的解决办法。

　　在工件表面污染物中，工件表面附着物与表面之间的结合主要是由于存在以下各种力：共价键、双偶极子、毛细作用、氢键、吸附力和静电力等。其中毛细力、吸附力和静电力是最难破坏的，激光清洗技术就是要克服这几种力。

　　这些吸附力要比重力大很多(有几个数量级)，并且与粒子直径d有关系，吸附力随着粒子半径减小呈现很慢的线性衰减趋势，而粒子质量m与直径的三次方成正比，由牛顿定律可知F=ma，当粒子尺寸变小时，吸附力所提供的加速度迅速增大。所以，尺寸越小的粒子，清除起来所需的加速度就越大，这就是常规的清洗技术为什么难以清除直径很小的物体表面附着物。

　　由于物体表面附着物的成分和结构复杂，激光与之作用的机理也各不相同，用于对此作解释最常用的理论模型有以下几种：

　　激光器产生的激光，经过光学系统的聚光可以实现能量的高度集中，聚焦后的激光束在焦点附近可产生几千度甚至几万度的高温，使物体表面附着物瞬间气化或分解。

　　通过激光的作用使物体表面附着物受热膨胀，当物体表面附着物的膨胀力大于其与基体之间的吸附力时，物体表面附着物便会从物体的表面脱离。

　　利用较高频率和功率的脉冲激光冲击物体的表面，在物体表面产生超声波，超声波在冲击中下层硬表面以后返回，与入射声波发生干涉，从而产生高能共振波，使污垢发生微小爆裂、粉碎、脱离基体物质表面，当物体与表面附着物对激光束的吸收系数差别不大，或者表面附着物受热后会产生有毒物质等情况时，可以选用这种清洗手段。

　　目前，激光清洗设备的结构并没有统一的标准，需要根据实际的清洗方法、基材和污物的种类、清洗要求的效果等因素来决定，但是，它们在一些基本的结构上还是大致相同的，主要包括激光器、移动平台、实时监测系统、半/自动控制操作系统及其他辅助系统等部分。

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