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超聲波清洗對PVD涂層質量的影響

發布時間：2019-05-22

　　清洗是通過化學或(及)物理的方法將工件上的油污、銹跡、灰塵等去除干凈，確保工件獲得較好的涂層結合力和生產的順利進行。清洗是PVD涂層前必不可少的一道工序，也是PVD涂層生產中最重要的工藝，清洗出了問題，涂層生產不得不延遲、涂層過程可能中斷、或涂層結合力出現問題而導致客戶投訴和賠償，尤其是在涂層設備的技術能力不高的情況下，清洗出了問題，更容易發生上述風險。

　　有四個因素影響著清洗的質量，分別為：清洗時間、化學藥劑、機械作用以及清洗液溫度，這四個因素之間也相互影響，一個因素的減弱，可以通過增強另外三個因素的作用來彌補，反之亦然。在這四個因素中，清洗時間的最小化也是追求的目標，這樣可以提高清洗的效率．縮短生產時間和交貨周期。

　　清洗主要方法和步驟應包括：化學藥劑噴淋、化學藥劑浸泡與超聲波清洗、漂洗、烘干。

　　1)化學藥劑噴淋

　　噴淋對于清洗來說非常有效，它能夠清除掉工件上絕大部分油污及污染物。尤其對有孔工件來說，更加有效，噴淋到工件上的化學藥劑會流入孔中或化學藥劑被直接噴進孔中對孔內壁進行沖洗。所以清洗裝卡時，一定要讓工件都能被噴淋到。另外，如果噴淋到工件上的化學藥劑不能及時馬上流走，會阻礙新鮮的化學藥劑繼續清洗工件，且在后面的烘干步驟中也不易烘干，所以裝卡時，要保證流到工件上的藥劑能自然流走。

　　2)化學藥劑浸泡與超聲波清洗

　　超聲波是一種人所感覺不到的聲波，同時也是一種機械波，它在液體中會形成高壓區和低壓區(壓力低于大氣壓)，超聲波在低壓區產生幾百萬個氣穴效應氣泡，這些氣泡逐漸增大，并在大到一定時突然向內破裂，釋放出巨大的能量而撞擊工件，從而對工件表面起到“微型刷子”的清潔作用，這種“微刷”的頻率很高，用于清洗的超聲波頻率在20000到50000赫茲之間。

　　由于超聲波在傳遞過程中會產生低壓區和高壓區，并且氣穴現象只在低壓區發生。所以被清洗工件在超聲波中需要上下振動，使工件上的每個區域都經過低壓區以獲得“微型刷子”的清潔作用。超聲波在水中的傳遞速度為1500m/s，假設超聲渡的頻率為30000Hz，則所使用的超聲渡波長

　　λ=速度／頻率=1500／30000=0.05m=5cm

　　所以，如使用30000Hz的超聲波，工件的上下振動距離應不小于5厘米．對于其他頻率的超聲波．震動距離可以同理計算出來。在純粹的化學藥劑浸泡清洗中，清洗溶液首先溶解工件最表層的污染物，并逐漸向污染層內部滲透溶解，在這個過程中，在工件表層會逐漸形成一層溶解飽和層．這層飽和層將新鮮的化學清洗液與深層的污染物隔離，阻礙清洗液對深層污染物的繼續溶解，如果這層飽和層不能被破壞去掉，清潔就停止了。對于比較臟的工件，純粹的浸泡清洗方式很難將工件徹底清潔干凈。利用超聲波的“微型刷子”的作用就可以破壞掉表層的溶解飽和層，新的化學藥劑到達較深的污染層繼續溶解，超聲波接著繼續破壞掉新形成的溶解飽和層，如此循環，清潔不斷進行下去，直到工件被清潔干凈。

　　3)漂洗

　　漂洗是為了將殘留在工件上的清洗液或其他臟物徹底清理干凈，使工件在烘干之前更加干凈。工件上的殘留物在烘干后將很難清理干凈。在工業領域中．通常使用去離子水來進行漂洗，用去離子水而不用自來水進行漂洗．可避免自來水中的雜質及污染物殘留在工件上。但是，去離子水的侵蝕性強，會對工件造成腐蝕。所以，必須在去離子水中加入一定量的防銹劑，才能用來漂洗工件．以防止工件在漂洗及烘干過程中被銹蝕。

　　4)烘干

　　清洗完的工件一般放入烤箱中烘干，烤箱包括箱體、排水管路、加熱系統、排風系統及溫度控制系統。永的沸騰、汽化溫度為100℃，因而烘烤溫度必須大于100℃，最好在110℃～130℃之間，這樣既可以將水分快速蒸發烘干工件．又不至于烘干后，工件溫度太高而需要很長時間冷卻。

　　

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