超声波清洗.docx

超声波应用之超声波清洗撰写时间：2013年11月3日专业： 姓名： 学号：摘要：超声波广泛的存在于自然界和日常生活中，它方向性好，穿透能力强，在医学、军事、工业、农业上有很多的应用。本文将介绍超声波在实际生活中的应用，以求对超声波有更为全面的了解，可以更好地运用超声波。关键词：超声波清洗；应用；优点 ultrasonic cleaningMajor: Optical information science and technologyName: Student ID:Abstract: Ultrasonicwidelyexist in nature andour daily life,because of its good direction,strong penetration ability,it has many applications inmedicine,military,industry,agriculture and other aspects.This paperwill introduce theapplication of ultrasonic in real life,in order tohave a more comprehensiveunderstanding ofultrasonic wave,in order to use ultrasonic better.Keywords: ultrasonic cleaning;application;advance背景在大学物理实验中，我选择了吴迪老师的超声波专题实验，经过三次试验，我大致了解了超声波的性质及其实验原理，由此我对超声波的优良特性有了一定的认识，于是我开始查找关于超声波应用的一些实例，并对超声波清洗产生了极大的兴趣。超声波因其频率下限大约等于人的听觉上限而得名，是频率高于20000赫兹的声波，它方向性好，穿透能力强，易于获得较集中的声能，在水中传播距离远，可用于测距、测速、清洗、焊接、碎石、杀菌消毒等。基于超声波的众多优良特性，超声波在医学、军事、工业、农业上有很多的应用。这里，将介绍超声波清洗的原理特性，生产应用等诸多方面。 超声波清洗原理 清洗的超声波应用原理是由超声波发生器发出的高频振荡信号，通过换能器转换成高频机械振荡而传播到介质，清洗溶剂中超声波在清洗液中疏密相间的向前辐射，使液体流动而产生数以万计的微小气泡，存在于液体中的微小气泡（空化核）在声场的作用下振动，当声压达到一定值时，气泡迅速增长，然后突然闭合，在气泡闭合时产生冲击波，在其周围产生上千个大气压力，破坏不溶性污物而使它们分散于清洗液中，当团体粒子被油污裹着而粘附在清洗件表面时，油被乳化，固体粒子即脱离，从而达到清洗件表面净化的目的。超声波清洗的广泛适用性超声波清洗作为一种先进、高效的清洗技术，在国内外越来越得到广泛地应用 近年来国内生产的超声波清洗机的种类和数量急增。超声波清洗技术也在不断发展和提高超声波清洗技术之所 越来越得到广泛 应用，是由于它具有诸多明显的特点：1超声波清洗可大大提高被洗制件表面的洁净度。这在近代电子、航空、宇航等高、精、尖科学技术发展中，显得尤为重要。 2清洗速度快，工效高。 3超声波清洗机的应用，便于清洗工艺的实施及工艺过程的连续自动化。 4不宜用其它清洗工艺清洗的易碎物品或制件可用超声波清洗法进行较好的清洗。 5 外形结构比较复杂，具有狭小缝隙孔洞的制件(或部件)，用其它工艺清洗不彻底时，可用超声波清洗法清洗干净。6可大大降低清洗作业的劳动强度。特别是大批量的小制件(或部件)，尤其适用于超声波清洗。超声波清洗基础1空化作用：空化作用就是超声波以每秒两万次以上的压缩力和减压力交互性的高频变换方式向液体进行透射。在减压力作用时，液体中产生真空核群泡的现象，在压缩力作用时，真空核群泡受压力压碎时产生强大的冲击力，由此剥离被清洗物表面的污垢，从而达到精密洗净目的。2直进流作用：超声波在液体中沿声的传播方向产生流动的现象称为直进流。声波强度在0.5W/cm2时，肉眼能看到直进流，垂直于振动面产生流动，流速约为10cm/s。通过此直进流使被清洗物表面的微油污垢被搅拌，污垢表面的清洗液也产生对流，溶解污物的溶解液与新液混合，使溶解速度加快，对污物的搬运起着很大的作用。3加速度：液体粒子推动产生的加速度。对于频率较高的超声波清洗机，空化作用就很不显著了，这时的清洗主要靠液体粒子超声作用下的加速度撞击粒子对污物进行超精密清洗。影响超声波清洗效果的因素1.液体：超声波清洗所用液体的浓度不宜过高，否则会阻碍超声波的传播，影响清洗效果。使用比一般除油液浓度更低的溶液，效果更好。但并不是简单地把原溶液直接稀释使用，应该合理选择组分和配比。2.温度：如只用水清洗，约在50 C时，水洗能力最强，温度过高，则因水中产生大量气泡阻碍超声波的传播，以致降低清洗效果。除油液清洗也有类似现象。因此，必须根据溶液组分，控制温度在最佳范围。3.悬浮物：超声波对于悬浮于溶液中的粒子具有振动和凝集的作用，该作用虽然能提高清洗能力，但也有再次沾污表面而影响清洗效果。因此，必须对槽液定期过滤，除去油脂、固态污物，有条件最好设置连续过滤装置。4.金属杂质：特别是对于酸洗液中的氧化皮或金属溶解物的积累，使超声波辐射效果下降，影响清洗质量。因此，对酸洗液应经常更新。网筐：对于小零件，采用网筐孔径应适度，如果网的孔径或多孔板筐的孔径过小，则减弱超声波强度，降低清洗效果。如果孔径过大，工件易漏失。因此，最好在网筐底部设置一无孔的金属薄板（约0 . 5 mm），超声波能穿透该薄板来清洗网筐中的工件。5.工件：由于超声波是直线传播的，如果工件是静置的，超声波对零件深凹、盲孔处及背面部位往往波及不到，即无法清洗干净或清洗不均匀。所以应将工件在槽内旋转，以便各部位都能得到超声波的辐射，从而达到理想的效果。清洗剂的选择原则表面活性剂、螯合剂、助剂的选择原则：1)组成的洗涤剂具有较强的清洗能力；2)化学性质柔和，不损伤被洗物；3)组分之间不发生化学作用而使组分失效；4)具有良好的漂清性。超声波清洗工艺流程不同的工序应有不同的清洗工艺，但从整体流程看，可分为四道工序：洗涤、漂洗、脱水、干燥。洗涤：主要利用有机溶剂如三氯乙烯对上盘胶、蜡、防霉剂等的高度溶解而达预洗目的，然后利用洗涤剂对物件表面的湿润、渗透、乳化而综合成的去污作用。漂洗：通过清水对物件表面的冲洗及超声作用，使洗涤后松散于镜片表面的洗涤剂脱离镜片表面。脱水：经漂洗后的镜片表面含有大量水分，进入脱水剂中进行脱水，脱水剂多为有机溶剂，和水能充分混溶。干燥：干燥剂应和脱水剂沸点相近，互溶性好，便于干燥超声波清洗应用领域1、表面喷涂处理行业：（清洗的附着物：油、机械切屑、磨料、尘埃、抛光蜡）电镀前的清除积炭、清除氧化皮、清除抛光膏、除油除锈、离子镀前清洗、磷化处理，金属工件表面活化处理等。不锈钢抛光制品、不锈钢刀具、餐具、刀具、锁具、灯饰、手饰的喷涂前处理、电镀前清洗。2、机械行业：（清洗的附着物：切削油、磨粒、铁屑、尘埃、指纹）防锈油脂的去除；量具的清洗；机械零部件的除油除锈；发动机、发动机零件、变速箱、减振器、轴瓦、油嘴、缸体、阀体、化油器及汽车零件及底盘漆前除油、除锈、磷化前的清洗；过滤器、活塞配件、滤网的疏通清洗等。精密机械部件、压缩机零件、照相机零件、轴承、五金零件、模具、尤其在铁路行业，对列车车厢空调的除油去污、对列车车头各部件的防锈、除锈、除油非常适合。3、 电子行业：（清洗的附着物：助焊剂、油、石蜡、油漆磨料、染料、锈、氧化物、尘、手垢）印刷线路板除松香、焊斑、阻焊剂；电子元器件、液晶玻璃、电视机零部件、高压触点等机械电子零件、电容、半导体、晶振、电阻、IC芯片、接插件、连接件、转接器、硅片、三极管、二极管、压电陶瓷基片、显象管、电真空器件的清洗等。4、医药行业：（清洗的附着物：血液、明胶、尘、指纹、血渍、蛋白；医药研发中化学合成振荡溶解等）注射器、手术器械、滴管、研究实验用具、玻璃容器、牙科用具、食道镜、气管支镜、直肠镜、显微镜的消毒、杀菌、清洗等。5、 半导体行业：（清洗的附着物：血液、明胶、尘、指纹、血渍、蛋白）半导体晶片的高清洁度清洗。6、 钟表首饰行业：（清洗的附着物：油漆、凡立水、油脂、染料、塑胶残留物、尘埃、指纹）清除灰尘、氧化层、抛光膏、贵金属、装饰品、计器、表带、表壳、表针、数字盘、油泥等。7、 光学行业：（清洗的附着物：油漆、凡立水、油脂、染料、锈、塑胶残留物、尘埃、指纹）玻璃镜片、树脂镜片、显微镜、望远镜、相机镜头、镀膜玻璃、棱镜、透镜等光学制品的镀膜前后及装配前工序间清洗；在光电行业主要应用于ITO导电玻璃、LCD基板清洗、液晶片封装后残留液晶清洗。8、 纺织印染行业：（清洗的附着物：指纹、尘、油墨、染料、塑胶残留物、橡胶残渣）清洗、喷丝板、拉丝板，纺织锭子、纤维丝（不锈钢丝、镍丝、铜丝等）进行除油去污9、其他行业：（清洗的附着物：手垢、尘埃、指纹、汗渍）印章、号牌、硬币高级陶器、银制品、金制品、银行磁卡等。小结通过实验及查找资料，我深刻明白了超声波在日常生活中有如此广泛的应用。将超声波用于日常生活，极大地方便了生活，减少了浪费与污染，提高了效率，体现了科技服务生活的原则。这次实验与查找资料的过程让我充分享受到了科研的乐趣，也坚定了我投身科学的斗志，让我明白了科学不是那么高深不可捉摸，它其实就存在于我们身边。对于超声波，可以应用于生产生活的各个方面，如超声测距，超声检验（汶川地震后测乐山大佛中的裂纹位置），超声处理，超声诊断，超声除螨等各种应用，它不仅仅局限于某一方面，的确可以说是一种“万能“的波。这次大学物理实验开阔了我的视野，坚定了我科研的决心，真的可以说是受益匪浅。参考文献1.王东升.超声波清洗的广泛应用J.化学清洗.1