激光清洗技术主要利用激光束高速有效地去除待清洗物体表面的附着

发布时间:2025-11-18 09:43

激光清洗技术主要利用激光束高速有效地去除待清洗物体表面的附着

清洗过程中常用的清洗方法包括机械清洗和化学清洗等。随着对清洗精度要求的提升和环保意识的增强,激光清洗作为一种新型清洁技术逐渐受到关注和发展。激光清洗技术主要通过激光束以高速有效地去除待清洗物体表面的附着物,具有省时、省力、节水和安全可靠等优点,适用范围广泛,并且方便实现自动控制。特别是在石雕、各种角落等石材表面的精细结构,以及对于高档石材文物等特殊清洁工艺方面,激光清洗技术展现出了传统清洁方法无法比拟的优势。因此,激光清洗被视为清洗技术的一项重要进步,其推广应用将使清洗行业更加繁荣。

激光清洗的分类可以根据被清洗基材的物质特性和污垢的光学特性进行分析,主要分为两类:一种是利用基体和附着污垢在某一波长激光能量吸收系数上的差异,使得激光能量被污垢完全吸收,从而导致其热膨胀或蒸发。蒸发形成的蒸汽流会驱动污垢从基体上脱离,实现清洗目的。其前提是基体物质对激光能量的吸收系数较小,这样基体物质与附着污垢之间的结合主要依靠物理力和弱化学力。弱化学力包括氢键和因电荷转移形成的键能,物理力则包括范德华力(如静电力、诱导力和色散力)及毛细管力。中洁之所以比其他表面材料更难以清洁,主要是因为其内部含有大量微孔。这些微孔的毛细作用力不仅加强了污垢与中洁之间的结合力,还使得清洁外力难以发挥作用。激光是一种具有良好单色性和方向性的光辐射。激光束可以通过镜子聚焦,集中在非常小的区域内。激光能够实现三种主要功能:首先,是在固体表面引起机械共振,使表面或附着物破裂脱落;其次,是使表面上的污垢层膨胀,从而克服污垢颗粒对基质的吸附,而不造成基质损坏。因此,实现安全高效清洗的关键在于选择合适的激光波长和控制适当的能量密度。还有一种情况是,基质与表面附着物对激光束的吸收系数相近,或者表面附着物在加热后会释放出有毒物质。清洗表面时,通常采用高频率和高功率的脉冲激光,部分光束会转化为声波,声波在冲击硬表面后返回,干扰激光形成的声波,产生高能共振波,使得附着层发生小范围爆裂,从而更容易与基质表面分离。

常见的激光清洗方法有四种:

方法一:激光干洗法,通过脉冲激光直接照射来去除污垢。

方法二:激光液膜法,首先在基材表面覆盖一层液膜,然后使用激光进行去污。

方法三:激光惰性气体法,激光照射的同时将惰性气体喷吹到基材表面,当污垢被激光剥离后,气体可以迅速将其吹走,从而防止表面再次受到污染和氧化。

方法四:激光松脱污垢后,再通过非腐蚀性的化学方式进行清洗。目前,前三种方法应用比较广泛,而第四种方法主要用于石材文物的清洗。