有人说激光清洗就是激光烧灼,这纯属瞎说,是对激光清洗太不了解了。激光清洗跟激光烧灼根本不是一回事。
激光清洗前,得先搞清楚要洗掉的脏东西是啥,底下的基材又是什么。它的原理是:不同激光对不同材料的反应不一样,利用这一点,把脏东西去掉,同时还不损伤基材。所以步骤很简单,先确定污染物和基材,再选合适的激光。
目前常用的激光有三种:波长1064nm的光纤激光、10600nm的二氧化碳激光,还有355nm的紫外激光。这三种又能分成脉冲和连续两种类型。
光纤激光和二氧化碳激光主要靠“烧蚀”,但紫外激光不一样,它靠的是光化学作用,它在清洗过程中几乎不产生热量,俗称冷光源。具体来说,光纤激光对导体和半导体材料管用,二氧化碳激光主要对付绝缘体,紫外激光则啥材料都能搞定,但价格相当昂贵。
光纤激光和二氧化碳激光清洗时,是靠激光把脏东西烧成气体弄没的,这属于热效应;紫外激光就像把分子键打断,有点像电解水,水变成氢气和氧气消失了,所以它清洗时几乎不产热,就算有也特别少。
从微观上怎么理解呢?激光也是光,速度跟阳光一样,都是3×10⁸米/秒。不同的光波长和振动频率不一样,波长乘以频率就等于光速,所以波长不同,频率也不同。比如光纤激光波长1064nm,它的频率就是3×10⁸除以1064;二氧化碳激光波长10600nm,频率就是3×10⁸除以10600。
金属分子振动活跃,当它的振动频率和激光频率一样时,就会共振,分子间摩擦力突然变大,瞬间产生大量热,超过气化点,脏东西就变成气体没了。绝缘材料分子运动不活跃,刚好和二氧化碳激光的频率对上,激光一照就共振、产热、气化。
紫外激光跟它们俩完全不同,它的波长短,振动频率高、单光子能量大,能打断几乎所有材料的分子键。
其实激光清洗有点像洗脸,都是只去掉脏东西,不伤害本身。而且激光特别好控制,精细度高,能做到微米级清洗,比如芯片清洗,目前也就激光能做到。
随着各种波长的激光器越来越多,激光清洗能发挥的地方也越来越大。像激光除锈、除漆,清洗模具、电路板等等,都只是它的一小部分应用。
总的来说,激光清洗分热清洗和冷清洗。光纤激光和二氧化碳激光属于热清洗,靠共振产热把东西气化;紫外激光是冷清洗,不产热,靠打断分子键让脏东西分解。