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激光清洗技術(shù)簡介及應用現(xiàn)狀

來源：泰然健康網(wǎng) 時間：2024年12月07日 15:31

激光清洗技術(shù) 已成為從工業(yè)生產(chǎn)到文物保護等各種工業(yè)過程中不可或缺的工具。在工業(yè)環(huán)境中，為了確保電鍍、磷化、焊接和集成電路組裝等過程中工件的質(zhì)量，需要去除表面污染物，例如油污、灰塵、鐵銹和粘合劑。同樣，在藝術(shù)品修復領(lǐng)域，激光清洗通過消除文物和藝術(shù)品表面的污垢和銹跡，在修復文物和藝術(shù)品方面發(fā)揮著關(guān)鍵作用。

機械清洗、化學清洗、超聲波清洗等傳統(tǒng)清洗方法長期以來一直是中國的首選技術(shù)。然而，它們面臨環(huán)境影響和精度要求方面的限制。機械清潔缺乏高清潔標準所需的精度，并且經(jīng)常導致表面損壞?；瘜W清潔會帶來環(huán)境污染風險，并且在處理復雜的污垢成分時難以達到所需的清潔度水平。此外，超聲波清洗雖然有效，但很難清洗亞微米尺寸的顆粒，而且清洗槽的尺寸限制了其對復雜部件的可用性。此外，清潔后的干燥過程也面臨著一系列挑戰(zhàn)。

為了滿足對環(huán)保清潔技術(shù)不斷增長的需求，世界清潔行業(yè)出現(xiàn)了各種環(huán)保解決方案，其中激光清潔技術(shù)是最有前途的技術(shù)之一。

激光清洗原理及方法

激光清洗技術(shù)利用高能激光束與物質(zhì)之間的相互作用效應來實現(xiàn)精確、高效的清洗過程。激光束的獨特特性，包括高方向性、單色性、相干性和亮度，對其有效性起著至關(guān)重要的作用。清潔過程中利用了激光束的以下特點：

高濃度能量： 聚焦的激光束在焦點附近產(chǎn)生極高的溫度，導致表面污染物立即蒸發(fā)、氣化或分解。 小發(fā)散角： 激光束能夠聚焦成不同的光斑直徑，從而可以控制能量密度，從而導致污垢膨脹并從物體表面分離。 超聲波的產(chǎn)生： 激光束在固體表面產(chǎn)生超聲波，導致機械共振并去除污垢。

激光清潔技術(shù)通過兩種主要機制進行操作，具體取決于基材材料的光學特性和要去除的污垢：
不同的吸收系數(shù)：一種方法使用基材和表面附著物之間吸收系數(shù)差異較大的激光波長。大部分激光能量被污染物吸收，導致污染物快速加熱、汽化或膨脹，有效地將污染物從物體表面分離，而不會損壞基材。

高功率和高重復率脈沖：當基材和污染物的吸收系數(shù)相似時，或者當基材對加熱涂層產(chǎn)生的酸性蒸汽敏感時，適用另一種方法。高功率、高重復率脈沖激光器會在涂層中引起小爆炸，將部分光束轉(zhuǎn)化為聲波。這些聲波產(chǎn)生高能波，將涂層粉碎成粉末，從而在不損壞基材的情況下將其去除。

從方法上來說，激光清洗可分為四種方法：

激光干洗方法： 直接采用脈沖激光輻射去除污垢。 激光+液膜法： 在使用激光輻射去除污垢之前，在基材表面沉積一層液膜。液膜的快速加熱導致爆炸性汽化、疏松并吹走污垢。 激光+惰性氣體法： 在施加激光輻射的同時利用吹向基材表面的惰性氣體。污垢被剝離并立即被氣體吹走，防止再次污染和氧化。 先激光，后化學清洗： 首先用激光松動污垢，然后用非腐蝕性化學方法清洗。

前三種方法最為常用，第四種方法主要用于石質(zhì)文物的清理。

激光清洗技術(shù)應用現(xiàn)狀

激光清洗技術(shù)在保存高端石材藝術(shù)品方面得到了廣泛的應用，包括需要精細處理的石雕和雕塑。由于其表面結(jié)構(gòu)脆弱，傳統(tǒng)的清潔方法往往會給這些珍貴的文物帶來風險。然而，激光清潔通過精確控制激光束在復雜表面上的移動，提供獨特的優(yōu)勢，確保徹底清除污垢而不損害石材。

As 激光清洗技術(shù) 隨著其功效和環(huán)境友好性的不斷發(fā)展并獲得認可，預計它會在其他各個行業(yè)中得到越來越多的使用，以滿足不同的清潔需求。隨著精確和環(huán)保清潔的新時代的到來，激光清潔成為希望的燈塔，推動工業(yè)和文化保護實踐的創(chuàng)新和可持續(xù)發(fā)展。

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