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超声波清洗的优点及影响清洗效果的因素

浏览数:32 发布于:2021-05-29

超声波清洗技术最早出现在20世纪30年代初。当时,美国新泽西州美国无线电公司的一个实验室的技术人员试图用自制的粗糙超声波清洗系统清洗一些物体,但实验没有成功。在此研究基础上,超声波进行清洗数据技术在20世纪50年代取得了一个长足的进步,当时由于超声波的工作时间频率在20 ~ 40 khz之间。

这个范围的超声波在成千上万个不同的工作场所使用,其中很多都是其他清洗方法无法很好工作的地方。超声波能对工件施加很大的能量,特别适用于去除牢固附着在基材上的污垢。然而,在某些情况下,超声波的强大能量也会损坏具有污垢和弱性质的基材。在过去的十年里,超声波处理领域发展出现了一些信息技术进行创新,提高了去除敏感基底上污垢的安全相关系数。在此期间,超声波技术,尤其是中高频超声波清洗技术取得了新的发展,成为行业内的一个亮点。近年来,已经发现半导体材料表面的超细污垢颗粒可以通过用兆声波(取决于超声波的频率,40kHz以下的称为常规或低频超声波,1000kHz以上的称为高频超声波,简称兆声波)清洗而不损坏衬底材料表面来去除。目前,这项技术得到了迅速推广。
  1.超声波清洗的优点
1.1、清洗效果好
  工业进行清洗中使用的清洗工作方法研究一般有手工数据清洗、有机结合溶剂可以清洗、蒸汽气相清洗、高压水射流清洗和超声波清洗。超声波清洗是目前国际公认的最高效、最有效的清洗方式,其清洗效率达到98%以上,清洗洁净度达到最高水平。传统的手工清洗和有机溶剂清洗效率仅为60% ー70% ,气体清洗和高压水射流清洗效率均小于90% 。无论工件的形状有多复杂,如果将工件放入清洗液中,都可以达到超声波清洗的效果。特别是对于形状和结构复杂,无法通过人工等清洗方法彻底有效清洗的工件,具有明显的清洗效果。清洗时液体中产生的气泡具有非常均匀,工件的清洗工作效果也非常重要理想。超声波清洗可以根据不同的溶剂达到不同的效果,如脱脂、除锈或磷化。清洗剂的使用我们可以通过加速企业污染物的分离和溶解,有效措施防止清洗液对工件的腐蚀。


1.2.清洁成本低
在所有的清洗方法中,清洗成本大致如下:设备成本和消耗成本。超声波清洗设备的使用寿命约为十年,设备购置成本高于人工清洗和有机碱性溶剂擦洗,但低于气相清洗和高压水射流清洗。消耗成本以有效尺寸600400350 m3,功率1kW,价格10000元左右的超声波清洗机为例,耗电约1 kW h,约0.5元。碱金属清洗剂1kg,价格20元左右,可重复使用20 ~ 50h(视污染程度而定),相当于0.4 ~ 1元/h,而一般对工件的清洗时间仅为3 ~ 15分钟,一次清洗即可同时清洗一定数量和体积的工件。所以从消耗成本来说,超声波清洗不仅清洗效果最好,而且清洗成本相当于不到0.04元/件。
1.3、避免劳动伤害
  过去,复杂的机械设计零件需要在肮脏的环境中长时间进行人工清洗,需要通过大量的人工生产劳动。超声波清洗机应用后,不仅改善了工作环境,消除了人工清洗对工作件的危害,而且降低了劳动强度。在大大可以提高数据清洗精度的基础上,清洗服务时间缩短到原来的四分之一。超声波清洗还能通过有效方法减少环境污染,减少有毒溶剂对人类的伤害。
  2.影响超声波清洗效果的因素
   2.1.超声波强度
也就是说,单位面积的超声波功率。超声清洗的效果取决于空化,但空化的产生与超声强度有关。通常,当单位面积的超声波功率超过0.3W(输入电功率为1W)时。超声波信号强度越来越大,空化越明显,清洗工作效果越好。此外,根据清洁对象,选择适当的超声波强度,如清洁电路板时的低超声强度,以及清洁机械部件时的超声强度较高。
   2.2.超声频率
  空化也与超声频率有关,存在一个最小的空化临界振幅,即空化随着频率的增加而减小。目前使用超声波清洗机的工作进行频率范围大致我们可以发展分为以下三个不同频段:低频超声波数据清洗(20 ~ 50 kHz)、高频超声波传感器清洗(50 ~ 20~50kHz)、兆赫超声波清洗(700~1000kHz)。低频超声波清洗适用于大型零件表面或污垢及清洗零件表面结合高强度的场合;高频超声波清洗适用于电脑、微电子元件的精细清洗。例如磁盘、驱动器、读写头、液晶玻璃和平板显示器微组件技术以及进行抛光金属材料零件的清洗;兆赫超声波清洗方法适用于清洗系统集成控制电路设计芯片、硅片和薄膜。
2.3.清洗液的选择
  清洗剂的选择要从两个方面考虑。一方面,化学效果好的清洗剂要从污垢的性质中选择;另一方面,应该选择具有合适表面张力、蒸汽压和粘度的清洁剂。因为这些特征与超声空化的强度有关。当液体进行表面具有张力要求较高时,不容易以及发生空化,但当声强超过空化阈值时,空化气泡产生坍塌释放的能量也较大,有利于提高清洗。高蒸气压的液体会降低空化强度,而高粘度的液体不容易产生空化,因此高蒸气压高粘度的清洗剂不利于超声波清洗。
   2.4.清洁温度
  当清洗温度升高时,有利于空化的产生,但温度过高时,气泡内的蒸气压会增加,空化强度会降低。因此,温度的选择应考虑对空化强度的影响和清洗液的化学清洗效果。每种液体发展都有自己一个空化活跃的温度,水的适宜环境温度范围约为60,此时空化最活跃。
   2.5.驻波的影响
  清洗槽空间有限。超声波从声源传播到液面时,会在液气界面反射回来,形成驻波。驻波的特点是有的地方声压最低,有的地方声压最高,会造成清洗不均匀。为了减少驻波的影响,有时会将清洗槽特制成不规则形状,以避免形成驻波。有时在超声波电源中,采用扫频,使最小声压不固定在一个地方,而是不断移动,达到均匀清洁。
超声波清洗原理主要是空化效应,超声空化强度与频率、功率、温度和清洗液的物理化学性质及清洗环境条件等因素有关,所以要得到良好的清洗效果,需要根据这些方面进行综合考量。品质优秀的超声波清洗设备厂家为大家介绍了一些能够影响清洗效果的原因,如果想要获得最佳的物品清洗效果除了要购买超声波清洗设备厂家直销产品之外,还要多了解一些正确的超声波清洗设备使用方法和影响清洗效果的因素,避免在清洗的时候可以洗的更干净。
 


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