激光清洗原理与应用研究
激光清洗技术的原理及应用
激光清洗技术的原理及应用近年来，随着人们环保意识的增强,给世界范围内清洗业的发展带来了巨大的挑战，各种有利于环境保护的清洗技术应运而生，激光清洗技术就是其中之一.所谓激光清洗技术是指利用高能激光束照射工件表面，使表面的污物、锈斑或涂层发生瞬间蒸发或剥离，高速有效地清除清洁对象表面附着物或表面涂层,从而达到洁净的工艺过程。
它是基于激光与物质相互作用效应的一项新技术,与传统的机械清洗法、化学清洗法和超声波清洗法（湿清洗工艺)不同、它不需要任何破坏臭氧层的CFC类有机溶剂,无污染，无噪声,对人体和环境无害，是一种“绿色”清洗技术。
激光清洗与机械磨擦清洗、化学腐蚀清洗、液体固体强力冲击清洗、高频超声清洗等传统清洗方法相比，有明显的优点。
它高效、快捷、成本低，对基片产生的热负荷和机械负荷小，清洗为非损伤；废物可回收，无环境污染；安全可靠,不损害操作人员健康；可以清除各种不同厚度、不同成份的涂层;清洁过程易于实现自动化控制，实现远距离遥控清洗等。
激光清洗的原理和方法激光的特点是具有高方向性，单色性，高相干性和高亮度。
通过透镜的聚焦和Q开关，可以把能量集中到一个很小的空间范围和时间范围内。
在雷射清洗处理中，主要利用了雷射的以下特性：1、雷射可以实现能量在时间和空间上的高度集中，聚焦的雷射束在焦点附近可产生几千度甚至几万度的高温，使污垢瞬间蒸发、气化或分解。
2、雷射束的发散角小，方向性好,通过聚光系统可以使雷射束聚集成不同直径的光斑。
在雷射能量相同的条件下,控制不同直径的雷射束光斑.3、可以调整雷射的能量密度,使污垢受热膨胀.当污垢的膨胀力大于污垢对基体的吸附力时,污垢便会脱离物体的表面。
创研P—LASER 激光清洗机是激光系统中先进的产品，创研P-LASER 使用的是非常稳定，耐用的光纤激光光源，无灯管更换的需求。
这种新型的Q开关激光(又称超脉冲激光）对模具清洗，零件接合的前处理与及包覆层的清除等需要功率和准确度的应用提供绝佳的工具。
激光清洗系统原理及应用
激光清洗系统原理及应用
激光清洗设施主要由激光器和激光清洗头、掌握系统、冷水机及附属配件共同组成。
它能够实现智能化快速清洗，作用范围精准并且操作简洁。
原理
激光清洗是采用激光光束具有大的能量密度、方向可控和汇聚力量强等特性,使污染物与基体之间的结合力受到破坏或者使污染物直接气化等方式进行脱污,降低污染物与基体的结合强度,进而达到清洗工件表面的作用。
应用行业
激光清洗应用于高铁、航天、海洋、汽车、模具、轨道、核电、机械、银金、电力、文物等多个行业，可以清洗有色金属、合金、木材、石材等多种材料，颠覆了化学清洗、机械打磨、干冰清洗、超声波清洗等传统的清洗技术。
激光清洗掌握系统
激光清洗机与其他激光设施一样，需要掌握系统来掌握激光功率、出光范围、焦点大小等关键参数，自动化程度较高，目前智能掌握系统可以有效的识别并针对边角进行出光，提高清洗速度与清洗质量。
激光清洗系统作为智能化的工业应用软件，具有非常强大的功能。
为最优化被清洗物体表面激光清洗的效果,需要综合考虑激光清洗方法、清洗模型、激光器的波长、能量密度、功率、脉冲频率、脉冲时间以及激光的入射角度等工艺参数。
脉冲激光能够有效清洗碳钢表面的锈蚀。
只有系统的讨论工艺参数,才能形成一套高效的激光清洗体系。
例如脉冲宽度:激光清洗能够在不损伤基体表面的前提下,使基材表面的晶粒结构和取向转变,并且还能够对基体表面粗糙度进行掌握,从而增加基体表面的综合性能。
激光清洗技术的原理及应用
激光清洗技术的原理及应用激光清洗技术的原理激光清洗技术是一种利用激光束对物体表面进行清洗的高效、无害、无污染的方法。
其原理基于激光的光热效应和光化学效应。
1.光热效应：当激光束照射到物体表面时，激光光能转化为热能，使物体表面温度升高，导致物体表面的污垢、涂层等在高温作用下熔化、汽化或分解，从而实现清洗效果。
2.光化学效应：高能激光束照射到物体表面时，光子能量可以与物质的分子、原子相互作用，激发化学反应发生。
光化学反应可以使污垢、涂层等分解、氧化或还原，从而实现清洗效果。
激光清洗技术的应用激光清洗技术已经在许多领域得到广泛应用，以下为几个典型的应用领域：1.工业清洗：激光清洗技术被广泛应用于工业清洗领域。
它可以高效地清除金属表面的油污、氧化层及涂层等，用于清洗汽车、飞机、轨道交通等设备的零部件以及机械制造工艺中的工件清洗。
2.电子产业：在电子产业中，激光清洗技术被用于清洗半导体芯片、集成电路器件等。
高精度的激光束可去除电子元器件表面的尘埃、胶水、光阻等污染物，提高电子器件的质量和可靠性。
3.文物保护：激光清洗技术在文物保护领域起到重要的作用。
传统的清洗方法可能对文物表面造成损伤，而激光清洗技术可以精确地去除文物表面的污垢，不会对文物造成任何影响，保护了文物的原貌和价值。
4.建筑领域：在建筑领域中，激光清洗技术可用于清洗墙壁、玻璃等。
它可以高效地去除墙壁表面的污渍、涂层、霉菌等，使建筑物恢复原有的美观和光滑。
5.环境保护：激光清洗技术在环境保护方面有着重要的作用。
例如，清洗污水管道、处理废水中的有害物质等方面，激光清洗技术被应用于去除污染物，改善环境质量。
结论激光清洗技术是一种高效、无害、无污染的清洗方法，其原理基于光热效应和光化学效应。
激光清洗技术在工业清洗、电子产业、文物保护、建筑领域和环境保护等方面都有广泛应用。
相比传统的清洗方法，激光清洗技术具有高效、精确、无损伤等优势，将在未来得到更广泛的应用。
激光清洗技术的原理与应用
激光清洗技术的原理与应用1. 介绍激光清洗技术是一种利用激光束对物体表面进行清洁的技术。
它以高能激光束对物体表面进行瞬时照射，通过吸收和扩散过程，在高能作用下击碎附着物质，从而实现清洗效果。
激光清洗技术具有高效、环保、无损等优点，在多个领域得到了广泛应用。
2. 原理激光清洗技术的主要原理是利用激光束的能量对物体表面进行照射，使其附着物质受到高能作用而破碎。
其工作原理可以概括为以下几个步骤： - 吸收和扩散：激光束照射到物体表面时，光能会被物体吸收，并以热能的形式扩散到物体内部。
- 瞬时蒸发和膨胀：由于激光束能量密度较高，物体表面附着物质会瞬间蒸发和膨胀，产生膨胀力。
- 击碎附着物质：由于膨胀力的作用，附着物质在物体表面受到冲击力，从而破碎为微小颗粒。
- 去除颗粒：附着物质破碎后，通过气流或机械手段来清除物体表面的微小颗粒。
3. 应用领域激光清洗技术在多个领域有着广泛的应用，以下是一些常见的应用领域：3.1 汽车行业•汽车表面清洗：激光清洗技术可以用于汽车表面的油漆和污渍的清洗，取代传统的化学清洗方法，具有更高的效率和更少的污染。
•发动机清洗：激光清洗技术可以用于汽车发动机的清洗，去除积碳和油垢，提高发动机的效率和寿命。
3.2 电子行业•PCB板清洗：激光清洗技术可以用于PCB板表面的清洗，去除焊接过程中产生的焊渣和氧化物，提高电子器件的品质和可靠性。
•光纤清洗：激光清洗技术可以用于光纤的清洗，去除光纤表面的油污和尘埃，提高光信号的传输效率。
3.3 历史文物保护•壁画清洗：激光清洗技术可以用于对历史建筑中的壁画进行清洗，去除墙面附着的污渍和霉菌，保护历史文物的完整性和美观。
•文物修复：激光清洗技术可以用于文物的修复，去除文物表面的污渍和环境污染物，恢复文物原有的色彩和质感。
3.4 食品加工•食品表面清洗：激光清洗技术可以用于食品的表面清洗，去除食品表面的细菌和污渍，提高食品的安全性和卫生标准。
激光清洗的基本原理
激光清洗的基本原理激光清洗是一种高效、无污染的表面清洗技术，通过激光束的能量聚焦和瞬间高温作用，将物体表面的污染物快速蒸发或燃烧，从而实现清洁的目的。
基本原理如下：1. 激光能量吸收和传递激光是一种高能量、高密度的光束，当激光束照射到物体表面时，其中的光能会被物体吸收并转化为热能。
物体表面吸收激光能量后会迅速升温，从而改变物体表面的物理和化学性质。
2. 光热效应激光束照射到物体表面后，能量会迅速转化为热能，使物体表面温度升高。
当物体表面的温度升高到一定程度时，污染物因为受热而蒸发、燃烧或破裂，从而分离出物体表面。
3. 色素吸收和光解激光清洗中，常使用的激光波长通常选择能被污染物吸收的波段。
当激光束照射到含有色素的污染物上时，色素会吸收激光能量而发生光解反应，使色素分子断裂，从而使污染物变得无色或透明。
4. 爆破效应激光清洗中，激光束照射到物体表面时，由于瞬时的高能量密度，污染物会因为热膨胀而发生爆破效应。
这种爆破效应会使污染物在短时间内迅速破裂并从物体表面脱落。
5. 激光清洗技术的选择激光清洗技术的选择主要考虑激光的波长、功率、脉冲宽度等参数。
不同类型的污染物对激光的吸收特性有所不同，因此需要选择适合的激光参数来实现清洗效果。
此外，物体表面的性质也会影响激光清洗的效果，例如金属表面和非金属表面的清洗方式不同。
6. 激光清洗的优势相比传统的清洗方法，激光清洗具有许多优势。
首先，激光清洗是一种非接触式清洗方法，不会对物体表面造成机械损伤。
其次，激光清洗过程中不需要使用化学溶剂或清洗剂，避免了对环境的污染。
此外，激光清洗可以精确控制清洗参数，适用于各种形状和材质的物体表面清洗。
激光清洗利用激光的能量传递和光热效应，通过吸收和瞬时高温作用，将物体表面的污染物蒸发、燃烧或破裂，从而实现表面的清洁。
激光清洗技术具有高效、无污染、非接触等优点，被广泛应用于各个领域，如电子、汽车、航空航天等。
随着激光技术的不断发展，激光清洗将在清洗行业中发挥越来越重要的作用。
激光清洗技术的原理及应用
激光清洗技术的原理及应用激光清洗技术是一种利用激光束对物体表面进行清洗的方法。
它利用激光的高能量密度和高单色性，通过激光与物体表面相互作用，使附着在物体表面的污垢、氧化层、涂层等物质蒸发或炸碎，从而达到清洗的目的。
激光清洗技术具有高效、无污染、低损伤、可控性好等优点，因此被广泛应用于工业清洗、文物保护、半导体制造等领域。
首先是吸收效应。
当激光束照射到物体表面时，光能被物质吸收，产生瞬态蒸发，从而导致污垢的分离和剥离。
这是激光清洗技术最基本的物理过程。
其次是光热效应。
激光束的高能量密度会使物体表面温度急剧升高，超过污垢或涂层的蒸汽温度，从而使其蒸发，清洗物体表面。
光热效应的优点是可以快速完成清洗过程，但缺点是可能会对物体表面造成热损伤。
最后是激光击溃效应。
当激光束聚焦到物体表面后，激光能量迅速增加，当达到物质的断裂强度时，会产生光击溃效应，使得污垢或涂层迅速剥离并溅射出去，完成清洗过程。
这种效应主要适用于厚度较薄、粘附较弱的污垢。
激光清洗技术具有广泛的应用领域。
首先，工业清洗方面，激光清洗技术可以用于清洗汽车发动机、飞机部件、模具、机械设备等各种金属表面的污垢和附着物。
相比传统的清洗方法，激光清洗技术不需要使用化学溶剂，无需接触清洁，可以大大提高清洗效率和效果。
其次，文物保护方面，激光清洗技术可以用于清洗古代文物表面的尘埃、氧化物、涂层等。
由于激光清洗技术具有非接触性、低损伤性和可精确控制的特点，可以对文物进行无损清洗并保护其表面的装饰和纹理。
此外，激光清洗技术在半导体制造、航天航空、电子仪器等领域也有重要应用。
例如，在半导体制造过程中，激光清洗可以清除芯片表面的杂质和污垢，提高芯片的质量和可靠性。
综上所述，激光清洗技术是一种高效、无污染、低损伤的清洗方法，具有广泛的应用前景。
随着技术的不断发展和完善，相信激光清洗技术在各个领域的应用将会越发广泛和深入。
激光清洗技术的原理及应用ppt课件
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二、激光清洗技术的原理
3、清洗方法2——液膜法
先沉积一层液膜于基体表面然后用激光辐、清洗方法3——激光+惰性气体法
激光辐射的同时，用惰性气体吹向工件表面，当污物 从表面剥离后，就被气体远远吹离表面，避免清洁表面再 次污染和氧化。
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三、激光清洗技术的应用
4、核电反应堆内管道的清洗
采用光导纤维，将高功率激光束引入反应堆内部，直接 清除放射性粉尘，清洗下来的物质清理方便。而且由于是远 距离操作，可以确保工作人员的安全。
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四、小结
激光清洗技术可以用于液体、固体、文物污垢和宇 宙空间，废弃物是易爆的或基体容易被破坏等的情况， 利用激光更具优点:安全、高效、可靠。在飞机、船舶 等金属表面的除锈、除漆、建筑物表面清洁泥污，微电 子行业晶体表面清洗等方面的应用，显示着极佳的优越 性。
可以推测，随着激光技术的发展，激光成本的下降， 激光清洗技术应用会更加广泛。
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《非传统加工技术》
谢谢！
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2133
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二、激光清洗技术的原理
1、污物存在形式
污物和表面之间的结合力主要有:共价键、双偶极子 、毛细作用、氢键、吸附力和静电力等。其中毛细力、 吸附力和静电力(如图1)最难破坏。
图1 污特在固体表面吸附时的三种基本力
注：毛细力来自很薄的液体层(如大气湿度)在粒子和基体表面之间 · 微小空隙处产生的凝聚；吸附力是微米级污染物的主要附着力。
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二、激光清洗技术的原理
2、清洗机理
基 本 原 理
激光束至少可以产生3方面的作用:
1)在固体表面产生力学共振现象，使表面污垢层或凝结物碎裂脱落; 2)使表面污垢层受热膨胀，从而克服基本物质对污垢粒子的吸附力
激光清洗的原理及应用论文
激光清洗的原理及应用论文1. 引言激光清洗是一种基于激光技术的表面清洁方法，其原理是利用高能量的激光束对目标物表面进行照射，通过吸收激光能量的物质在瞬间蒸发、气化，从而实现对目标物表面的污垢、涂层等的去除。
激光清洗具有高效、无损、环保等优势，因此在多个领域得到了广泛应用。
2. 激光清洗的原理激光清洗的原理是基于激光与物质的相互作用。
当激光束照射到物体表面时，激光能量会被吸收并转化为对物质产生各种效应的能量形式。
具体来说，激光与物质的相互作用可分为以下几种形式:•光吸收：激光束能量被物体吸收，导致物体温度升高。
这种光吸收可以是通过吸收激光的波长与物质的能级结构相匹配实现的，如二极管激光器产生的激光被金属表面吸收。
•光散射：激光束照射到物体表面后，通过散射产生非均匀光场，从而导致物体的边缘部分与激光束的相互作用，进一步实现清洗效果。
•光压力：激光束对物质施加的压力效应，通过物体表面的有机杂质与涂层等与激光束相互作用，实现对污垢的清除。
3. 激光清洗的应用激光清洗技术在多个领域得到了广泛应用，下面列举了一些典型的应用场景及其特点：3.1 电子产品清洗激光清洗在电子产品制造过程中的应用越来越广泛。
通过激光清洗，可以高效清除电路板表面的焊渣、油污等污垢，提高电子产品的可靠性和稳定性。
同时，激光清洗还可以避免使用化学溶剂等对环境造成的污染。
3.2 汽车制造行业在汽车制造行业，激光清洗常用于汽车表面的喷漆前预处理。
通过激光清洗，可以高效去除汽车表面的油漆、粉尘等污垢，提供良好的喷漆基质，从而提高车身涂装质量和降低缺陷率。
3.3 金属加工领域激光清洗广泛应用于金属加工领域中的表面处理过程。
例如，激光清洗可以去除金属表面的油污、锈蚀物等，并提供干净的金属表面，使得后续的焊接、喷涂等加工工序更加高效和可靠。
3.4 文物保护在文物保护领域，激光清洗被广泛应用于对文物表面的清洗和修复。
相比传统的化学清洗方法，激光清洗具有不接触、无损、精确控制清洗深度等优势，可以最大程度地保护文物的原始性和完整性。
激光清洗机应用原理
激光清洗机应用原理激光清洗机是一种利用激光技术进行表面清洗的设备。
它利用激光束的高能量和高聚焦性，对物体表面进行准确、高效、无损的清洗。
激光清洗机的应用原理可以分为以下几个方面进行解析。
激光清洗机应用原理中的关键是激光技术。
激光是指一种具有高度聚焦能力和高能量密度的光束。
它的特点是单色性好、方向性强、能量集中，可以实现对物体表面的精确处理。
激光清洗机利用激光束对物体表面进行扫描，将被清洗物体表面的污垢、油渍等有机物或无机物瞬间蒸发或剥离，从而实现清洗的效果。
激光清洗机应用原理中的另一个重要方面是选择合适的激光光源。
常见的激光光源包括CO2激光器、纤维激光器、固体激光器等。
不同的激光光源具有不同的特点和适用范围。
例如，CO2激光器适用于金属表面清洗，纤维激光器适用于塑料表面清洗。
选择合适的激光光源可以提高清洗效果和效率。
激光清洗机应用原理中还需要考虑清洗参数的调节。
清洗参数包括激光功率、脉冲宽度、扫描速度等。
不同的清洗任务需要不同的参数设置。
功率过低可能无法清洗干净，功率过高可能会对被清洗物体造成损伤。
因此，合理调节清洗参数对于保证清洗效果至关重要。
激光清洗机应用原理中还需要考虑清洗安全性。
激光束具有较高的能量密度，如果不正确使用可能会对人体和环境造成伤害。
因此，在使用激光清洗机时需要注意安全防护措施，如佩戴防护眼镜、穿戴防护服等。
激光清洗机应用原理的研究和发展对于提高工业生产效率、改善产品质量具有重要意义。
目前，激光清洗机已被广泛应用于电子、汽车、航空航天等领域。
例如，在电子行业中，激光清洗机可以用于清洗PCB板、芯片等微小器件的表面，有效去除焊渣、尘埃和氧化物，提高产品的可靠性和稳定性。
激光清洗机应用原理是利用激光技术实现物体表面清洗的原理。
通过选择合适的激光光源、调节清洗参数以及保证清洗安全性，激光清洗机可以高效、准确地清洗各种物体表面的污垢和油渍，为工业生产提供了一种创新的解决方案。
随着激光技术的不断发展，相信激光清洗机在更广泛的领域将得到应用，并为人们的生产和生活带来更多的便利和效益。
激光清洗的原理
激光清洗的原理激光清洗是一种高效、环保、非接触式的清洗技术，在各个领域的应用越来越广泛。
其原理是利用激光的能量和光束特性，通过光热效应、光化学效应和光机械效应等作用机制，将目标物表面的污染物和附着物清除掉，达到清洁目的。
下面将详细介绍激光清洗的原理。
激光清洗原理主要包括吸收效应、等离子效应和蒸发效应。
首先是吸收效应。
激光的能量主要通过被清洗物表面的吸收而转化为热能，使污染物和附着物的物理和化学性质发生变化。
当激光束照射到目标物表面时，其能量会被目标物表面的污染物吸收，导致污染物吸收点升温，发生热膨胀和融化等现象。
热膨胀会产生热压力，导致污染物与基材的粘附力瞬间降低，从而使污染物与基材分离。
其次是等离子效应。
激光束的功率密度高于材料的阈值时，会产生等离子体。
等离子体是由带正电荷的离子和自由电子组成的高能电磁场，能够剥离污染物与基材的化学键或离解分子结构，从而清洗目标物表面的污染物。
等离子体通过电子的击穿效应，可以摧毁和清除难以被化学方法或机械方法清除的附着物。
最后是蒸发效应。
激光束照射到污染物表面时，光能量被污染物吸收后，会将污染物加热到高温，使其温度升高到蒸发温度以上，使污染物蒸发掉。
蒸发效应可以在不损伤基材的情况下，将污染物彻底清除。
除了上述主要原理，激光清洗还可通过辅助气体的喷射、光化学反应等效应实现清洗目的。
辅助气体的喷射可以起到冷却和清扫的作用，既能快速冷却热膨胀区域，防止基材受热损伤，又能清除被清洗表面的融化或蒸发后的污染物。
光化学反应是激光与目标物表面的化学物质发生反应，从而改变化学性质，实现清洗作用。
激光清洗的优点主要有以下几点：首先，激光清洗可以实现非接触式清洗，无需直接接触物品表面，避免了物理清洗可能带来的损伤和变形等问题。
其次，激光清洗可以精确控制清洗区域和能量，对不同形状、材质和表面性质的目标物清洗效果好，可以大幅提高清洗效率和质量。
再次，激光清洗过程中无需使用化学物质和溶剂，避免了对环境的污染和人体健康的影响，符合环保要求。
激光清洗机的原理
激光清洗机的原理激光清洗机是一种利用激光束对物体表面进行清洗的设备。
激光清洗技术借助激光的高能量和高精度，能够去除物体表面的污垢、油渍、氧化层等有害物质，实现高效、无残留的清洗效果。
激光清洗机的原理主要包括激光照射和清洗效应。
激光照射是指将激光束聚焦到物体表面，通过吸收激光能量来产生一系列物理化学反应，使物体表面污垢分解、氧化层还原或蒸发。
清洗效应是指激光束与物体表面发生相互作用，产生热、光、声和化学效应，从而清除表面污染物。
激光清洗机可采用不同类型的激光源，常见的有固态激光器、半导体激光器和光纤激光器。
不同类型的激光源具有不同的特点和应用范围，如固态激光器具有高能量密度和短脉冲特性，适用于去除坚硬、厚重的污垢；半导体激光器具有小体积、高光束质量和高效能特点，适用于微观清洗；光纤激光器具有灵活性和可控性强的优势，适用于复杂表面的清洗。
在激光清洗过程中，激光束首先经过激光器系统的调制和聚焦，然后通过扫描设备将激光束扫描到待清洗的物体表面。
物体表面吸收激光束后，部分能量被转化为热能。
当物体表面的污垢、油渍或氧化层等物质的热扩散系数较大时，会导致物体表面温度升高，使污垢分解或蒸发。
当物体表面的污垢、油渍或氧化层等物质的热扩散系数较小时，会导致污垢局部温度升高，产生剧烈的膨胀和产生热应力，从而使表面附着物质剥离。
同时，激光束的高能量密度会使物体表面发生光解、热解和化学反应，从而对污垢和附着物质进行化学变化和分解。
此外，激光束的光压效应还可以将污垢和附着物质从物体表面推走或剥离。
通过适当调整激光束的参数，如能量密度、频率、脉宽和聚焦度等，可以实现精确控制和清洗效果。
激光清洗机具有很多优点，如高效、高精度、无接触、无溶剂、无污染、无损害等。
同时，激光清洗机也存在一定的局限性，如设备复杂、成本高、能量消耗大、清洗速度慢等。
随着激光技术的不断发展和改进，激光清洗机在各个领域的应用越来越广泛，包括电子、汽车、航空航天、医疗和艺术品等。
激光清洗基本原理
激光清洗基本原理
激光清洗是一种利用激光能量来去除物体表面污垢、油脂、氧化层等的技术。
其基本原理包括以下几个步骤：
1. 吸收能量：激光器发出高能量的激光束，该激光束在物体表面被
吸收。
这通常是通过激光的光谱特性与物体的材料属性相匹配实现的。
2. 传导能量：吸收激光能量的物体表面开始升温。
当物体表面受热时，污垢、油脂或氧化层等会与物体表面松动。
3. 蒸发或烧蚀：随着激光能量的吸收和传导，污垢的温度会升高，
导致其蒸发或烧蚀。
蒸发是指污垢直接由固态转变为气态，而烧蚀则是指污垢的燃烧和消失。
4. 冲击波效应：激光在物体表面吸收能量时，还会引发一个瞬时的
膨胀和收缩过程，形成冲击波效应。
这个效应可以帮助在清洁过程中将污垢从物体表面击打掉。
5. 清除残留：经过激光清洗后，原本附着在物体表面的污垢已被去
除或破坏。
清洁人员可以采取吹风、刷洗或用吸尘器等方式，将残留物清除。
需要注意的是，不同材料和污垢的清洁效果及激光参数的选择有所差异。
因此，在进行激光清洗时，需要根据具体的应用场景和物体特性调整激光能量的强度、波长、扫描速度等参数，以获得最佳的清洁效果，并避免对物体造成不必要的损害。
激光清洗的原理应用浅析
激光清洗的原理应用浅析1. 激光清洗的原理激光清洗是一种利用激光束对物体表面进行清洁的技术。
其原理基于激光的高能密度和高单色性。
激光束照射到物体表面时，能量聚焦在极小的区域内，导致物体表面污物的瞬时加热和蒸发。
通过调整激光的功率和聚焦度，可以实现不同程度的清洁效果。
2. 激光清洗的应用激光清洗在各个领域有着广泛的应用。
以下列举几个常见的应用领域：•电子行业：激光清洗可以有效去除电子元件表面的焊渣和氧化物，提高电子元器件的质量和可靠性。
此外，激光清洗还可以在集成电路的制造过程中去除光刻胶。
•汽车行业：激光清洗可以用于汽车外观清洁和内部零部件清洗。
在汽车外观清洗中，激光能够有效去除车身表面的污垢和氧化层，使汽车表面恢复光洁。
在内部零部件清洗中，激光可以去除发动机和变速器等零部件表面的油污和积碳，提高零部件的工作效率和寿命。
•航空航天行业：激光清洗在航空航天行业中有着广泛的应用。
例如，激光可以用于发动机涡轮叶片的去除氧化物，以提高发动机的工作效率。
此外，激光还可以用于飞机表面的涂层去除，以便进行维修和喷漆。
•文物保护：激光清洗在文物保护中起到了重要的作用。
传统的清洗方法可能会对文物造成损害，而激光清洗具有非接触性和精确控制的特点，可以在不损害文物表面的情况下去除污垢和重建细节。
•制造业：激光清洗在制造业中广泛应用于金属零件的表面清洗。
通过激光清洗可以去除金属表面的锈蚀、涂层和附着物，提高零部件的质量和精度。
3. 激光清洗的优势激光清洗相比传统的清洗方法具有以下几个优势：•非接触性：激光清洗是一种非接触式的清洗方法，不会对物体造成损害。
这对于一些脆弱和敏感的材料和构件尤为重要。
•精确性：激光清洗具有高精确性的特点，可以通过调整激光束的功率和聚焦度，实现对不同类型的污垢进行精确清洗。
•高效性：激光清洗能够快速高效地去除污垢，提高生产效率。
相比传统的清洗方法，激光清洗的清洁效果更好，节省了清洗时间和成本。
•环保性：激光清洗是一种无需化学药品的清洗方法，不产生废水和废气污染。
激光机作业中的激光清洗与表面净化技术
激光机作业中的激光清洗与表面净化技术激光清洗与表面净化技术是近年来在各个行业中广泛应用的一种高效、环保的清洁方法。
通过利用激光器对不同材料表面进行照射，将污染物从表面脱落，以达到清洁和提高材料表面性能的目的。
本文将介绍激光清洗与表面净化技术的原理、应用以及未来的发展趋势。
一、激光清洗技术的原理激光清洗技术是利用激光的高能量密度，使污染物表面瞬间蒸发，从而达到清洁的目的。
激光束照射到被清洗表面时，其能量会被污染物吸收，导致污染物因瞬间加热而蒸发。
激光清洗技术具有非接触性、无溶剂、无磨损等特点，对于复杂结构、脆性材料的清洗具有独特的优势。
二、激光清洗技术的应用1. 工业制造领域激光清洗技术在工业制造中广泛应用于去除表面氧化物、油污、焊渣等污染物。
例如，在汽车制造领域，激光清洗技术可以用于清洗发动机零件、汽车外壳等。
在航空航天领域，激光清洗可以清除航空发动机叶片上的油污和尘埃，提高发动机性能和寿命。
2. 文化遗产保护激光清洗技术在文化遗产保护中也扮演着重要角色。
传统的清洗方法可能对文物表面造成磨损或化学腐蚀，而激光清洗技术可以避免这些问题，如清洗石雕、石刻、油画等文物表面的污染物。
3. 生活领域在日常生活中，激光清洗技术已经应用于家电、家具等领域。
例如，利用激光清洗技术可以迅速清洁厨房中的油烟机、燃气灶等。
三、激光表面净化技术的原理激光表面净化技术是通过激光在材料表面产生化学反应，消除或改变不良表面结构或污染物，以获得清洁的表面。
这种技术主要通过激光诱导化学气相沉积、激光辅助化学刻蚀等方法实现。
四、激光表面净化技术的应用1. 金属材料表面净化激光表面净化技术可以去除金属表面的腐蚀物、油污、涂层等污染物，提高金属的表面质量和精度。
例如，在航空制造中，激光表面净化技术可以用于净化飞机零件表面，提高其性能和寿命。
2. 半导体材料表面净化激光表面净化技术在半导体制造中也具有重要应用价值。
例如，在芯片制造过程中，激光表面净化可以清除表面的杂质，提高半导体器件的质量。
激光清洗调研报告
激光清洗调研报告激光清洗调研报告一、调研背景随着工业生产的不断发展，表面清洗成为生产过程中不可或缺的环节。
传统的清洗方法存在一些问题，例如污染环境、产生废水废气、清洗效果难以保证等。
在这种背景下，激光清洗作为一种新兴的清洗技术逐渐受到关注。
二、激光清洗的原理与特点1. 原理：激光清洗利用高能量密度的激光束对物体表面进行瞬时熔化或汽化，从而达到去除污染物的效果。
2. 特点：(1) 非接触式清洗：激光束可以在不接触物体表面的情况下进行清洗，避免了对物体造成损伤的风险。
(2) 无污染：激光清洗过程中不产生化学物质，不产生废水废气，对环境污染小。
(3) 高效节能：激光清洗速度快，清洗效果好，同时可以减少清洗剂的使用。
三、激光清洗的应用领域1. 工业制造：激光清洗可以用于去除金属表面的油污、氧化层、焊接烟灰等，保证产品表面的品质和可靠性。
2. 文物保护：激光清洗可以在不损害文物的情况下去除附着在文物表面的污染物，保护文物的原始面貌和价值。
3. 车辆清洗：激光清洗可以对汽车外表面进行清洗，去除油漆、油污等，使车体恢复光洁，提升外观品质。
4. 食品工业：激光清洗可以用于食品工业中对容器、设备表面的清洗，保证食品的卫生和质量安全。
四、市场现状与发展前景1. 市场现状：激光清洗技术目前正在不断发展壮大，被越来越多的行业广泛应用。
全球激光清洗市场规模逐年增长，市场需求较为旺盛。
2. 发展前景：随着环保意识的增强和清洗需求的不断增加，激光清洗技术将有更广阔的应用前景。
同时，随着技术进步，激光设备的成本将不断降低，市场竞争将更加激烈。
五、行业挑战与解决方案1. 技术挑战：激光清洗技术仍存在一些局限，如对特定材料的清洗效果不理想、设备体积较大等。
解决方案可以通过不断研发新的激光清洗材料和设备，提高清洗效果和设备便携性。
2. 成本挑战：激光设备的成本较高，企业在引入激光清洗技术时需要考虑投入产出比。
解决方案可以通过技术进步和规模效应降低设备成本，提高清洗效率和回报率。
激光清洗技术的原理及应用
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三、激光清洗技术的应用
4、核电反应堆内管道的清洗
采用光导纤维，将高功率激光束引入反应堆内部，直接 清除放射性粉尘，清洗下来的物质清理方便。而且由于是远 距离操作，可以确保工作人员的安全。
20清洗技术可以用于液体、固体、文物污垢和宇 宙空间，废弃物是易爆的或基体容易被破坏等的情况， 利用激光更具优点:安全、高效、可靠。在飞机、船舶 等金属表面的除锈、除漆、建筑物表面清洁泥污，微电 子行业晶体表面清洗等方面的应用，显示着极佳的优越 性。
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三、激光清洗技术的应用
2、模具的清洗
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三、激光清洗技术的应用
3、飞机旧漆的清除
在欧洲激光清洗系统早已应用于航空工业中。飞机的表 面过一定时间后要重新喷漆，但是喷漆之前需要将原来的旧 漆完全除去。传统的机械清除油漆法容易对飞机的金属表面 造成损伤，给安全飞行带来隐患。如采用多个激光清洗系统 ，可在两天之内将一架A320空中客车表面的漆层完全除掉， 且不会损伤到金属表面。
可以推测，随着激光技术的发展，激光成本的下降， 激光清洗技术应用会更加广泛。
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二、激光清洗技术的原理
2、清洗机理
基 本 原 理
激光束至少可以产生3方面的作用:
1)在固体表面产生力学共振现象，使表面污垢层或凝结物碎裂脱落; 2)使表面污垢层受热膨胀，从而克服基本物质对污垢粒子的吸附力
而脱离物体表面; 3)瞬间使污垢分子蒸发、气化或分解。
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《非传统加工技术》
激光清洗技术的原理及应用
XXXXXXXX
2015-12
激光清洗原理
激光清洗原理
激光清洗是利用激光技术对物体表面进行清洗的一种方法。
它主要依靠激光束的能量来瞬间蒸发或熔化物体表面的污垢或附着物，从而实现清洗的目的。
激光清洗的原理可以分为以下几个关键步骤：
1. 入射激光束：激光器产生的激光束首先通过透镜系统聚焦到一个小区域，使能量更集中。
2. 吸收能量：被清洗物体的表面吸收激光束的能量，使物体表面升温。
3. 物体表面瞬时增温：当激光束的能量被物体吸收后，物体表面的污垢或附着物也会受到激光束的热量影响，瞬间增温。
4. 相变或熔化：污垢或附着物在受热过程中，可能发生相变或熔化。
相变是指物质由固态直接转变为气态，熔化是指物质由固态转变为液态。
这两种情况下，物体表面附着物的物理性质会发生改变。
5. 清洗：相变或熔化后的污垢或附着物变为气体或液体，从而失去与物体表面的粘附。
在激光束的作用下，被清洗的污垢或附着物会被迅速冲刷或喷射出去。
激光清洗由于其高效、无损伤性和环保等特点，被广泛应用于金属清洗、电子元器件清洗、纺织品清洗等领域。
它能够去除
物体表面的各种污垢和附着物，使物体表面恢复光洁，提高产品质量和使用寿命。
激光清洗技术原理以及应用【深度解析】
激光清洗技术原理以及应用内容来源网络，由“深圳机械展（11万㎡，1100多家展商，超10万观众）”收集整理！更多cnc加工中心、车铣磨钻床、线切割、数控刀具工具、工业机器人、非标自动化、数字化无人工厂、精密测量、数控系统、3D打印、激光切割、钣金冲压折弯、精密零件加工等展示，就在深圳机械展.激光清洗传统清洗工业有各种各样的清洗方式，多是利用化学药剂和机械方法进行清洗。
在我国环境保护法规要求越来越严格、人们环保和安全意识日益增强的今天，工业生产清洗中可以使用的化学药品种类将变得越来越少。
如何寻找更清洁，且不具损伤性的清洗方式是我们不得不考虑的问题。
而激光清洗具有无研磨、非接触、无热效应和适用于各种材质的物体等清洗特点，被认为是可靠、有效的解决办法。
同时，激光清洗可以解决采用传统清洗方式无法解决的问题。
激光清洗的物理原理：激光器发射的光束被需处理表面上的污染物层所吸收。
大能量的吸收形成急剧膨胀的等离子体（高度电离的不稳定气体），产生冲击波。
冲击波使污染物变成碎片并被剔除。
与机械摩擦清洗、化学腐蚀清洗、液体固体强力冲击清洗、高频超声清洗等传统清洗方法相比，激光清洗具有明显的五个优点。
环保优势：激光清洗是一种“绿色”的清洗方法，不需使用任何化学药剂和清洗液，清洗下来的废料基本上都是固体粉末，体积小，易于存放，可回收，无光化学反应、不会产生污染。
可以轻易解决化学清洗带来的环境污染问题。
往往一台抽风机即可解决清洗产生的废料问题.效果优势：传统的清洗方法往往是接触式清洗，对清洗物体表面有机械作用力，损伤物体的表面或者清洗的介质附着于被清洗物体的表面，无法去除，产生二次污染，激光清洗的无研磨和非接触性、无热效应不会破坏基底，使这些问题迎刃而解。
控制优势：激光可以通过光纤传输，与机器手和机器人相配合，方便地实现远距离操作，能清洗传统方法不易达到的部位，这在一些危险的场所使用可以确保人员的安全。
便捷优势：激光清洗能够清除各种材料表面的各种类型的污染物，达到常规清洗无法达到的清洁度。
激光清洗原理及应用
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科技资讯 ２００９ ＮＯ．０８ ＳＣＩＥＮＣＥ ＆ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ
其中激光干式清洗法和激光湿式清洗法用 的最多，它们两者相比而言，后者有更好的 清洗效果，能在更低的能量密度下清除更 小的污染物颗粒，且不易损伤基体材料。
３ 激光清洗典型应用实例
３ ． １ 激光清洗轮胎模具 汽车轮胎模具底部及周边的花纹每隔
［７］ 王泽敏，曾晓雁，黄维玲．激光清洗工艺 的发展现状与展望［Ｊ］．激光技术，２０００， ２４（２）：６８～７３．
［８］ 张秉坚，任瑛丽，张西燕，等．激光技术与 石质材料清洗［Ｊ］．清洗技术，２００１，１０： １１～１３．
［ ９ ］ 徐传义． 超光滑光学表面激光清洗的机 理和试验研究［Ｄ］．西北工业大学硕士学 位论文，２００２．
Ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ ａｎｄ ａｐｐｌｉｅｄ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｎ ｌａｓｅｒ ｃｌｅａｎｉｎｇ
Ｇｕｏ Ｘｉａｏｙａｎ （Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ ｏｆ ｏｐｔｉｃａｌ－ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ－ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｚｈｏｎｇｓｈａｎ Ｔｏｒｃｈ Ｐｏｌｙｔｅｃｈｎｉｃ Ｚｈｏｎｇｓｈａｎ Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ ５２８４３６）
激光清洗艺术品已经实行工业化的应 用主要是绘画作品、雕塑等。图 ５ 是一幅 １９ 世纪的油画激光清洗效果对比图［１４］。图 ５（ａ）是激光清洗前的形貌，从该图可以看 出，石灰沙浆层不均匀地散布在油画中间， 掩盖了绘画的原貌。而且清漆层已经老 化，只有几μ ｍ 厚。如此薄的老化清漆层 使得传统的机械清洗和化学清洗在控制上 很难把握。采用 ＫｒＦ 准分子激光辅助剥除 顶层老化清漆层，可使石灰颗粒和清漆的 光致碎片一起被清除。修复后的形貌见图 ５（ｂ）。
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓ ａｎｄ ｍｅｔｈｏｄｓ ｏｆ ｌａｓｅｒ ｃｌｅａｎｉｎｇ ａｒｅ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ． Ｓｏｍｅ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ ｏｆ ｌａｓｅｒ ｃｌｅａｎｉｎｇ ｓｕｃｈ ａｓ ｔｙｒｅ ｍｏｕｌｄ ， ｏｐｔｉｃａｌ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ， ａｎｃｉｅｎｔ ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ ａｎｄ ａｒｔｗｏｒｋｓ ｈａｖｅ ｂｅｅｎ ｄｅｍｏｎｓｔｒａｔｅｄ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ： ｌａｓｅｒ ｃｌｅａｎｉｎｇ； ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ； ｌａｓｅｒ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ
基于光学原理的激光清洗技术研究
基于光学原理的激光清洗技术研究随着科学技术的不断发展，越来越多的高新科技逐渐进入我们的生活。
其中，激光技术作为一种新兴科技，在工业制造、生物医药等领域中正逐渐崭露头角。
而基于光学原理的激光清洗技术，则是激光技术中浓墨重彩的一笔。
本文将从激光清洗技术背景、激光原理、激光清洗技术研究现状以及潜在应用领域等方面进行探讨。
一、激光清洗技术背景传统的清洗方式往往会带来环境污染和高昂的清洗成本。
而激光清洗技术的出现，则可以有效解决这些问题。
其基本原理是利用激光束对物体表面进行高强度加热和光解作用，从而使污渍分解并飞出物体表面。
相比传统清洗方式，激光清洗技术不会产生任何污染物，而且能够高效清洗出一些传统方式难以清洗的物质，因此备受工业界的关注和青睐。
二、激光原理激光（Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation）即受激辐射放大的光。
激光清洗技术的基本原理就是利用激光束的高集中度和高能量来清除物体表面的污垢。
激光束经过透镜后可聚焦为极小的光斑，而光斑内的能量密度极高，超过材料表面的熔点和汽化点，从而使得物体表面污染物分解、蒸发脱落。
三、激光清洗技术研究现状激光清洗技术作为一种新兴技术，目前国内外的研究仍然处于萌芽阶段。
其中，国外的相关研究较为活跃，尤其是在航空航天、汽车、半导体等工业领域的应用方面，已经取得了一定的进展。
而国内的研究则主要集中在技术的改进和优化上，大多还处于实验室研究阶段。
目前，国内外的研究主要围绕激光清洗技术的优化设备、清洗效果、清洗速度、耗能水平等方面展开。
四、潜在应用领域激光清洗技术作为一种高效、无污染的清洗方式，拥有广阔的应用前景。
主要应用领域包括：1.航空航天领域：航空器表面的油漆、涂料、氧化铝等表面层可被激光清洗技术快速清除，能够提高航空器的安全和使用寿命。
2.汽车制造领域：铸造出的汽车发动机零件表面常常有大量油污、锈蚀和氧化铝等污染物，使用激光清洗技术可以将其清洗干净，提高汽车零件生产效率和品质。
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１） 激光干洗法。即采用脉冲激光直接辐射去
度的高温，使污垢瞬间蒸发、气化或分解。
污； 图２表示了激光干式清洗法的动力学过程，激光
２）激光束的发散角小，方向性好，通过聚光系统 被基体或粒子吸收后，产生振动，从而使基体和污染
可以使激光束聚集成不同直径的光斑。在激光能量相同 物分离。
的条件下，控制不同直径的激光束光斑可以调整激光的
的解决方法，它可以通过光纤对各种石材、金属、玻 璃上的各种污染物进行有效地清洗，且比常规清洗效 率高很多倍。
理论认为激光去胶粘剂残留物是通过气化（即 残留物吸收热量并气化挥发）、光分解（如准分子激 光的脉冲能量大于有机残留物中的 Ｏ — Ｏ，Ｈ — Ｏ ， Ｈ — Ｈ，Ｃ — Ｈ，Ｎ — Ｈ 等化学键的键能，从而导致 这些键断裂）。图 ８ 是有胶粘剂残留物样品清洗前后 比较图（中间部分的胶恰好被除掉而漆没有变化）。
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清 洗 世 界
第２１ 卷
掉不规则表面上的漆层。
２．３ 除污染物和氧化物 当金属表面上有污染物时，激光照射到其表面
后，若能量密度高于阈值，将在金属表面产生等离子
体。这个阈值取决于被去除的污染层或氧化层。阈值
效应对在保证基底材料安全的情况下进行有效清洁非
时，用惰性气体吹向工件表面，当污物从表面剥离
图１形象地表示了激光清洗的机理。高亮度和方 后，就被气体远远吹离表面，避免清洁表面再次污染
向性好的激光，通过光学聚焦整形系统把高能量的激 和氧化；
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第２１ 卷
清 洗 世 界
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４）用激光使污物松散后，再用非腐蚀性的化学 方法去污。
Ａｂｓｔｒａｃｔ Laser cleaning is a prominent cleaning technique. It is nonpolluting to the environment, highly precious and efficient. The principles and advantages of laser cleaning are introduced. Some applications of laser cleaning such as rust or paint removal,disposing of greasy dirt and cementing compound have been demonstrated Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ laser cleaning; optic-ejection; laser-explosion
第２１卷 第 １ 期 ２００５ 年１月
清 洗 世 界 Cleaning World
Vol.21 No.1 Jan. 2005
试验研究
激光清洗原理与应用研究
宋 峰 刘淑静 牛孔贞 李训谱
（南开大学物理学院光子学中心， 天津 ３０００７１）
摘 要 概述了激光清洗的机理和优点，介绍了激光在脱漆、除锈、除表面污染物、 去油污、除胶粘剂残留物５个方面的初步应用研究成果。 关键词 激光清洗 光剥离 光分解 中图分类号 ＴＨ７４４．５ 文献标识码 Ａ
偶极子、毛细作用、氢键、范德瓦尔斯力和静电力， 扫描的激光束用计算机控制，对清洗表面进行监测，
其中范德瓦尔斯力、毛细作用、静电力最难破坏。激 光清洗其实就是利用激光的高亮度等特性，破坏掉污
则可以实现自动控制的激光清洗。 评价激光清洗的指标有［９］：清洗效果、清洗效率
染物和物体之间的这些作用力，而不损坏物体本身。 （达到同样清洗效果时所需激光的能量密度越小，脉
当漆膜吸收激光受到交变加热时，由于声光效 应而向周围发射声波，声波能量只是激光能量的一部 分。在漆膜表面产生的光致声波，相当于一个声波源 向外发射声波。进入漆膜的声波在到达漆膜下的物体 表面后又反射回来，因为这样产生的声波具有较大的 振幅和良好的相干性，所以反射声波和入射声波就会 发生干涉，因而使一些地方的振动成倍地增加，在漆 膜内犹如产生了微力爆炸，将油漆变成极其微小的尘 埃而清除掉［１１～１３］。
目前，在工业生产中主要采用前面３种清洗方 法，其中激光干洗法和激光 ＋ 液膜清洗方法用得最 多；第 ４ 种方法仅见于艺术品的清洗保护中。
２ 实验与分析
激光清洗技术是一种新型的表面处理技术，由 于它的众多优点，应用前景非常广阔。在一定的理论 指导下，我们实验室仅就脱漆、除锈、除污染物、去 油污、去胶粘剂残留物５个方面进行了初步实验研 究。实验装置如图 ４ 所示［１０］。由闪光灯泵浦的 Ｎｄ： ＹＡＧ 激光器（２）产生脉冲激光，经过聚焦整形的光 学系统（３）后，入射到欲清洗的物体（５）上，为
便于控制，该物体放在可左右移动的 Ｘ－Ｙ 平台（４） 上。加上图中的虚线部分是我们设想的简单、多用 途、自动化清洗设备，这也是我们以后的研究课题 之一。 ２．１ 脱漆
传统的清洗表面漆膜的方法是喷砂或钢刷打磨， 工作效率低、成本高、工作环境恶劣，而用激光进行 清洗，能很快清除基体表面上的油漆，而不会破坏基 体表面。因此激光脱漆成为一种新型的物理脱漆法。
激光器
６）能有效清除微米级及更小尺寸的污染微粒。 ７）激光去污设备可以长期稳定地使用，一般只 需要电费和维护费用，运行成本低，而且可以方便地 实现自动化操作。
清洗成功
１ 激光清洗的机理和方法分类
第２１ 卷
高亮度
聚焦整 形系统
发散角小
样品
光 剥 离
光 振 动
光 分ห้องสมุดไป่ตู้解
气 化
１．１ 基本机理
图１ 激光清洗机理图
的效果和速度依赖于激光器所产生的光脉冲的特性， 如波长、峰值功率、脉冲重复频率、脉宽等因素。
３ 结束语
我们可以看到激光清洗恰好可以做到将胶粘剂残留物 去掉，而对基体几乎无损伤。
我们进行了一些初步实验，证明了激光清洗可 以用来脱漆、除锈、除表面污染物、去油污、除胶
粘剂残留物，而且效果很好，摸索了一些实验数据。 以后我们将进一步完善实验，尝试不同品种的清洗，
Principle and application research on laser cleaning
SONG Feng, LIU Shujing, NIU Kongzhen, LI Xunpu (Photonics Centre College of Physics Sciences, Nankai University, Tianjin 300071)
果污染层比较厚，则需要多个脉冲进行清洗。将表面 清洗干净所需要的脉冲数量取决于表面污染程度。由 两个阈值产生的一个重要结果是清洗的自控性。能量 密度高于第一阈值的光脉冲将一直剔除污染物，直到 达到基体材料为止。然而，因为其能量密度低于基底 材料的破坏阈值，所以基体不会受到破坏［１４￣１７］。
图 ７ 是被污染物清洗后的效果图（下方约 ５ ｍｍ 的横线为清洗后露出的铁）。实验表明通过设定不同 参数，还可以在金属物体表面形成一层致密的氧化物 保护膜或金属熔融层，提高表面强度和耐腐蚀性。激 光清除的废料对环境基本上不构成污染，还可以进行 远距离操作，有效减少了对操作人员的健康损害。
激光清洗过程实际上是激光与物质相互作用的 光束，照射物品需要清洗的部位，激光器发射的光束
过程，包括一系列复杂的化学物理效应。许多研究人 员对此做了大量的研究［２￣８］，研究表明，污染物和它
被需处理表面上的污染层所吸收，通过光剥离、气 化、超声波等过程，使污染物脱离物体表面。激光束
所附着的物体表面之间的结合力主要有：共价键、双 沿着一定的轨迹扫描，就可以实现大面积的清洗。对
传统的清洗方法主要有４类 ：高压水清洗法、机 械清洗法、化学清洗法、超声波清洗法。这些清洗方法 主要是用来清除以锈迹和油脂为主的混有颗粒的表面污 染物，在很大程度上满足了现有工业生产和日常生活中 的需求。可是在环境保护和高精度的要求下，清洗技术 的应用受到很大的限制，也给世界范围内清洗业的发展 带来了巨大的挑战，同时也带来了前所未有的机遇。近 来，人们一直在研究开发各种新的有利于环境保护的清 洗技术，激光清洗技术就是其中之一。
由于污染物的成分和结构复杂，激光与之作用的机理 冲个数越少，效率越高）和被清洗物体表面的损伤
也有所不同，科学家们提出了各种理论模型，对此进 程度。
行解释。最常用的解释有以下几种：
１．２ 激光清洗方法的分类
１）激光可以实现能量在时间和空间上的高度集
激光清洗的方法可以分成以下几类。
中，聚焦的激光束在焦点附近可产生几千度甚至几万
体物理研究所已经设计出了一种激光除锈装置，可安
装在一辆载重汽车上，能够方便地到处去除锈。
4 ２００５年第 １ 期
２．４ 去胶粘剂残留物 随着我国经济的飞速发展，广告宣传的工作越
第２１ 卷
清 洗 世 界
来越重要，但是街道建筑物上贴的宣传单的清洁问题
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日益凸现。常规的清洗方法是用水或化学试剂清洗， 但是往往仍有残留物，而且要耗费大量的人力、物 力。激光清洗系统则可对建筑物外墙的清洗提供很好
常重要。等离子体的出现还存在第二个阈值。如果能
量密度超过这一阈值，则基体材料将被破坏。为在保
证基体材料安全的前提下进行有效的清洁，必须根据
情况调整激光参数，使光脉冲的能量密度严格处于两
２．２ 除锈 桥梁、电视发射塔、高压输电线路的铁架等高架
建筑物的表层锈蚀，可以采用激光清洗装置。激光到 达工件表面时，聚焦后的光斑使锈蚀物迅速熔化蒸 发，同时金属表面发生化学反应，形成一层几微米厚 的保护层以防止金属进一步锈蚀，而不伤及金属构件 本身。该方法能清洗金属构件的角落，这是常规方法 所不易实现的。
确定基体在不同条件下的损伤阈值；寻找合适的辅 助方法，提高清洗效率和自动化程度；通过计算机 同步控制激光器和 Ｘ－Ｙ 平台，并根据反馈信号（由
监控清洗进程和清洗程度的辅助系统如显微镜或 ＣＣＤ 提供）进行调整，实现清洗的自动控制。