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时间:2018-07-20
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1、激光清洗原理与应用研究第21卷第1期清洗世界….2I、o?I竺:兰!宝坐:生:::卫_!,,.,,,,!!,:::::尘兰!兰?试验研究?激光清洗原理与应用研夯宋峰刘淑静牛孔贞李训谱(南开大学物理学院光子学中心,天津300071)摘要关键词概述了激光清洗的机理和优点,介绍了激光在脱漆、除锈、除表面污染物、激光清洗光剥离光分解TH744.5去油污、除胶粘剂残留物5个方面的初步应用研究成果。中圈分类号文献标识码APrincipleandapplicationresearch———————————————
2、————————————————————————————————onIasercleaningsoNGFeng,uUshujtng,NlUKongzhen,LlXu’lpu(PhotonicscentrecollegeofPhysicsSciences.NarLkaiuniVersity‘TianjinAbstractLasercleaningisa300071)pmminentcleaningtecbniquc.ItTheprincjpIesandas1snonpollutlngL0thcenVi
3、mnment,arehighlypreci。usandemcjcntadV卸tagesoflasercleaninginLroducedsomeapPlicationsofIasercleani”gs———————————————————————————————————————————————uchcompoundhavebccnrustorpaintremoVal,disposingofgrcasydir【andcementingd咖ons仃atcdKeywordslasercleaning;op
4、tic—ejection;laser-explosion传统的清洗方法_}=要有4类:高压水清洗法、机激光清洗技术是且Ik清洗技术原理的一场革命,它具有传统清洗技术所无法比拟的优势”’。1)不需要化学溶液,冈此没有化学清洗产生的环境污染问题。2)清除的废料基本上都是l国体粉末、体积小、易于存放,对环境基本上不造成污染。3)激光清洗是非接触式的,可以通过光导纤维传输,与机器人或者机械手联合,方便地实现远距离操作,能清洗传统方法小易达到的部位。棚青洗法、化学清洗法、超声波清洗法。这些清洗方法{要是用来清
5、除以锈迹和油脂为主的混有颗粒的表面污染物,在很大程度L满足了现有__[业生产剞日常生活巾的需求。uJ是在环境保护和高精度的要求下,清洗技术———————————————————————————————————————————————的应用受到很大的限制,也给世界范围内清洗业的发展带来r巨大的挑战,『可时也带来『_浙未有的机遇。近来,人们一直在研究开发各种新的有利于环境保护的清洗技术,激光清洗技术就是其。¨之‘。收稿日期:2004】2一】6作者简介:宋峰(1967一),男,江苏人,教授.博士生导师,从
6、事激光技术及其应用、发光技术、光纤维技术等研究工作,、万方数据 清洗世界第21卷4)激光清洗能清除各种材料表面的不同类型的污染物,达到很高的洁净度。5)激光清洗可以选择性地清洗材料表面的污物,不损伤材料的内部组成和结构。6)能有效清除微米级及更小尺寸的污染微粒。7)激光去污设备可以长期稳定地使用,一般只需要电费和维护费用,运行成本低,而且可以方便地’实现自动化操作。1.1基本机理———————————————————————————————————————————————激光清洗过程实际上是激光与物
7、质相互作用的过程,包括一系列复杂的化学物理效应。许多研究人员对此做了大量的研究”“”,研究表明,污染物和它所附着的物体表面之间的结合力主要有:共价键、双偶极子、毛细作用、氢键、范德瓦尔斯力和静电力,其中范德瓦尔斯力、毛细作用、静电力最难破坏。激光清洗其实就是利用激光的高亮度等特性,破坏掉污染物和物体之l’日J的这些作用力,而不损坏物体本身。由于污染物的成分和结构复杂,激光与之作用的机理也有所不同,科学家们提出了各种理论模型,对此进行解释。最常用的解释有以下儿种:1)激光可以实现能量在时向J和空间上的
8、高度集中,聚焦的激光束在焦点附近可产生几千度甚至几万度的高温,使污垢瞬间蒸发、气化或分解。2)激光藕均发散角小,方向性好,通过聚光系统可以使激光束聚集成不同直径的光斑。在激光能量相同的条件下,控制不同直径的激光束光斑可以调整激光的能量密度,使污垢受热膨胀。当污垢的膨胀力大于污垢对基体的吸附力时,污垢便会脱离物体的表面。3)激光光束可以通过在剧体表面产生超声波,产生力学共振,使污垢破碎脱落。图l形象地表示了激光清洗的机理。高亮度和方臣】蕊墨田向性好的激光,通过光学聚焦整
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