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    真空装置中零件污染形成原因及清洁方法

    责任编辑:品雅真空设备 发表时间:2020-05-07 浏览:33 次

    由于真空设备在制造和使用过程中存在各种污染,对其性能的影响很大。因此,真空装置中污染的防治与清除非常重要。

     

    一、污染的形成原因

    真空装置在制造过程中,零件表面不可避免地会沾上油脂、汗痕、抛光膏、焊剂、金属屑、油垢等污染物,同时,污染物在大气压下吸附了大量的气体,在真空环境中,这些气体被释放出来,构成了限制真空设备极限真空的因素。

    真空装置在使用过程中,受使用条件的影响,零件还会受到污染,如真空干燥系统,经常会受到蒸发物质的污染;真空镀膜机的内壁会被蒸镀材料污染;离子束刻蚀设备的内壁会被溅射物污染;真空中电子枪的灯丝,由于高温蒸发会使其附近表面形成金属膜;真空系统中的机械泵油和扩散泵油更是污染源,会使设备在长期工作后内部形成油膜。这些污染同样会影响设备的性能。

    在各类真空工艺生产中,例如,电真空工艺、真空镀膜工艺、真空焊接工艺等都十分重视真空卫生问题。在电真空工艺中,要求装配到高真空环境中的零件,事先都必须进行认真清洗,否则各种污染物可成为大量气体和蒸汽的来源,会延长真空器件的排气时间,不易获得高真空。在真空镀膜技术中,基片(衬底)表面的清洁处理也十分重要,暴露于大气中的衬底表面普遍受到污染,吸附现象、化学反应、浸析和干燥、机械处理以及扩散和离析过程都会使各种成份的表面污染物增加。基片表面在镀膜之前必须是清洁的,否则镀层与表面将不能很好地粘附。

    二、污染的清洁方法

    (1)溶剂去油

    零件所粘附的油脂分为矿物油、动植物油两大类,矿物油可用有机溶剂去除,动植物油可用碱溶液化学去除,但实际上两类油脂经常同时存在,所以在清洗时往往需要先后采用数种不同的溶剂。

    (2)碱液去油

    当零件浸入碱液时,由于碱液与油脂的化学作用可使动植物油转化为脂肪酸盐类(皂化作用),这些盐类能溶解于水,从而能使零件除去油脂。金属零件从去油溶液中取出后应立即在温水中彻底清洗,然后再用冷水清洗。若金属表面不水湿润(有水滴)即表示油污尚未除尽,应再次进行处理。

    (23)有机溶剂去油

    有机溶剂能够溶解矿物油和动植物油,通常可与碱液去油配合使用,常用有机溶剂有三氯乙烯(C2HCl3)、四氯乙烯(CCl4)、丙酮(C3H6O)、汽油、乙醚等。水是各种无机物和其他物质的良好溶剂,由于自来水中含有较多的氯离子,所以一般均用加热后的自来水进行清洗,当要求较高时,可采用蒸馏水或去离子水,通常用流动的热水清洗电镀后和用酸、碱腐蚀后的零件。

    二、酸、碱浸蚀处理

    去油后进行浸蚀处理,目的是去除金属表面的氧化物,经过热处理的零件,油污已不存在,可直接进行浸蚀处理,以去除退火后的氧化层。浸蚀处理一般在酸性溶液中进行,大多数金属的氧化物以及金属本身都能与适当浓度的酸溶液起化学反应,氧化物与酸反应生成盐和水,金属与酸作用生成盐和氢气,氢气的一部分被金属表面吸附后,会使某些金属变脆,为了避免金属变脆和过度腐蚀,可在浸蚀液中加入缓蚀剂,并适当控制浸蚀溶液的的浓度及温度。

    三、电化学清洗

    将待清洗的金属零件放在某种溶液中,并将零件接在电源的正极或负极,另外再用某一材料制作成的极板接电源的另一极,调节电源电压,获得一定电流密度,达到去油和去除金属表面氧化层的目的。

    电解去油的效率比化学去油高好几倍,如果用碱液作为电解液,可用交流或直流作为电源,但交流的电解去油速率不如直流快。电解去油的原理是:电解时在电极上产生剧烈的气泡(在阴极上产生氢气,阳极上产生氧气),零件上附着的油脂薄层因受机械力的冲击而破坏,同时,油脂和碱液起皂化和乳化作用,加速了去油过程。电解用的电源电压通常为2~12V,极间距离为5~15cm 。

    四、超声波清洗

    超声波清洗的原理是利用它所造成介质的“空隙现象”,即超声波的振动引起清洗介质疏密变化而达到清洗目的。振动使介质时而稀疏,时而闭合,稀疏时形成瞬时的空隙;闭合时产生瞬时冲击力可达到几个大气压,这个强大的冲击能破坏物体表面的油膜,使之和污染物一起脱离物体表面被冲落到溶液中。

    超声波清洗可以去掉零件上孔内部的污染物,这是一般清洗方法所无法实现的,超声波清洗的溶液可以用水和其它溶剂,若用三氯乙烯会有更好的去油效果,常用工作频率为4~10MHz。

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