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超声波清洗光学玻璃的原理–光学玻璃超声波清洗方法

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随着科技的不断进步,光学镜片在各种领域中的应用越来越广泛。要保证光学镜片的高质量,清洗工艺显得尤为重要。尤其是在镜片抛光、加工、运输等过程中,镜片表面容易受到污染,影响后续的镀膜质量。传统的手工清洗方式存在效率低、清洁度差等问题,因此,超声波清洗技术逐渐成为主流。

玻璃清洗

超声波清洗光学玻璃的原理与方法

在光学领域,玻璃表面的洁净度直接影响光学元件的性能和使用寿命。超声波清洗技术因其高效、精细的特点,广泛应用于光学玻璃的清洗。

超声波清洗的原理

超声波清洗利用高频声波在液体中传播产生的空化效应来清洁物体表面。其工作原理包括以下几个步骤:

空化效应: 超声波在液体中传播时会产生无数微小的气泡,这些气泡在压力变化下迅速形成和破裂,产生局部的高温高压冲击波。

微小冲击: 气泡破裂时释放的能量能够剥离和分散附着在光学玻璃表面的污垢和杂质。

彻底清洁: 空化效应可以深入到光学玻璃表面的微小缝隙和不规则部位,确保清洗彻底。

超声波清洗光学玻璃的主要工艺

IPA工艺

IPA(异丙醇)工艺包括洗涤、漂洗、脱水和干燥四个步骤。洗涤过程可能先用溶剂清洗,再用乳化剂溶解溶剂,随后进行水基清洗。漂洗过程通过流水去除镜片表面的清洗剂和污物。脱水阶段利用超声波作用使IPA和纯水混溶,迅速去除镜片表面的水分。最后在IPA蒸汽干燥槽中进行干燥,IPA蒸汽冷凝液化冲刷镜片表面,直到镜片表面温度与蒸汽温度相同,完成干燥。

纯水工艺

纯水工艺包括洗涤、漂洗和干燥三个步骤。干燥过程分为热纯水慢提拉和冷纯水甩干两种方式。热纯水慢提拉方式利用纯水的高表面张力,在高温下迅速脱水并干燥镜片。冷纯水甩干方式则通过离心分离将镜片表面的纯水甩干。这种方式适合对镜片清洁度要求不高的情况,同时节省场地和IPA使用。

超声波清洗光学玻璃的方法流程

为了确保光学玻璃的清洗效果,具体操作方法需要精确控制,包括以下几个步骤:

1. 选择合适的清洗剂

光学玻璃清洗过程中,需要选择适合的清洗剂。一般推荐使用中性或弱碱性水基清洗剂,以避免对玻璃表面造成腐蚀或损伤。根据具体污垢类型,可以选择添加剂增强清洗效果。

2. 设置清洗参数

频率选择: 超声波频率通常选择在40kHz到80kHz之间,高频超声波适合精细和柔和的清洗。

温度控制: 一般清洗液温度控制在30℃到60℃之间,适当的温度可以提高清洗效率。

时间控制: 清洗时间视具体情况而定,通常为5到20分钟。过长的清洗时间可能会对玻璃表面产生不良影响。

3. 清洗流程

预清洗: 将光学玻璃放入清洗槽中,进行初步的预清洗以去除大部分表面污垢。

超声波清洗: 将光学玻璃放入超声波清洗槽中,设置好频率、温度和时间,启动超声波清洗机。

漂洗和干燥: 清洗完成后,将光学玻璃取出,用纯净水进行漂洗,去除残留的清洗剂。随后,使用无尘布或气体干燥设备对玻璃进行干燥,避免水渍和残留物的再次污染。

4. 注意事项

纯水机的选择:光学玻璃清洗对纯水的水质要求极高,通常电阻率应在15兆欧以上,以避免水印和白点现象。对于亚克力等塑料镜片,电阻率要求稍低。市场上的纯水机主要采用RO膜过滤和阴阳树脂混床电离方式,其中双混床罐的纯水机可交替使用,避免生产中断。更先进的RO膜+EDI系统可以保持水质稳定,尽管成本较高,但从长远来看更划算。对于光学玻璃厂,建议选择半吨、一吨或更大容量的纯水机,并将其放置在超声波清洗机附近,以免影响水质。

清洗工艺的选择:清洗工艺应根据玻璃表面污垢的不同原因进行调整。清洗白玻和丝印后玻璃应分开,调整清洗时间、温度和洗剂浓度。特别是平磨后白片玻璃,应及时进行超声波清洗,中间停留时间不宜过长。对于特殊情况,如脱墨返工的玻璃,应在清洗前进行药水处理。丝印后的玻璃在清洗时需特别注意,避免油墨变色、翘边、脱落或缺陷。可通过调整清洗剂的PH值、降低超声波功率和清洗水温来达到理想的清洗效果。

应用实例

1. 光学镜片清洗

光学镜片在生产过程中会附着各种微小颗粒和油脂,超声波清洗能够高效去除这些污染物,确保镜片的光学性能。

2. 精密光学仪器部件清洗

超声波清洗技术也广泛应用于精密光学仪器部件的清洗,如光学棱镜、光学滤波片等,保证其表面的洁净度和性能。

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