2021-04-07

影響超聲波清洗機清洗效果的兩大主要因素

超聲波清洗機主要機理是超聲波清洗機產(chǎn)生的超聲波空化作用，超聲波空化強弱與聲學(xué)參數(shù)、清洗液物理化學(xué)性質(zhì)及環(huán)境條件有關(guān)，要獲得良好清洗效果必須選擇適當(dāng)?shù)穆晫W(xué)參數(shù)和清洗液。

1.超聲波聲強或聲壓的選擇

在清洗液中只有交變聲壓幅值超過液體的靜壓力時才會出現(xiàn)負壓，在超聲清洗槽中的聲強要高于空化閾值才能產(chǎn)生超聲空化。對于一般液體，空化閾值約為每平方厘米1／3瓦(聲壓的千方正比于聲強)。聲強增加時，空化泡的最大半徑與起始半徑比值增大，空化強度增大，即聲強愈高，空化愈強烈，有利于清洗作用。但不是聲功率越大越好，聲強過高。會產(chǎn)生大量無用氣泡，增加散射衰減，形成聲屏障，同時聲強增大也會增加非線性衰減，這樣都會削弱遠離聲源地方清洗效果。對于一些難清洗干凈的污物，例如金屬表面氧化物，化纖噴絲板孔中污物的清洗，則需要采用較高聲強。此時被清洗面應(yīng)貼近聲源，這時大多不采用槽式清洗器。而用棒狀聚焦式換能器直接插入清洗液靠近清洗件的表面進行清洗。

2.頻率選擇

超聲空化閾值和超聲波的頻率有密切關(guān)系。頻率越高，空化閾越高，換句話說，頻率越高，在液體中要產(chǎn)生空化所需要的聲強或聲功率也越大；頻率低，空化容易產(chǎn)生，同時在低頻情況下，液體受到壓縮和稀疏作用有更長時間間隔。使氣泡在崩潰前能生長到較大的尺寸，增高空化強度，有利于清洗作用。目前超聲波清洗機的工作頻率根據(jù)清洗對象，大致分為三個頻段；低頻超聲清洗(20一50KHz)，高頻超聲清洗(50—200KHz)和兆赫超聲清洗(700KHz一1MHz以上)。低頻超聲清洗適用于大部件表面或者污物和清洗件表面結(jié)合強度高場合。頻率低端，空化強度高，易腐蝕清洗件表面，不適宜清洗表面光潔度高的部件，而且空化噪聲大。40KHz左右的頻率，在相同聲強下，產(chǎn)生的空化泡數(shù)量比頻率為20KHz時多，穿透力較強，宜清洗表面形狀復(fù)雜或有盲孔的工件，空化噪聲較小。但空化強度較低，適合清洗污物與被清洗件表面結(jié)合力較弱場合，高頻超聲清洗適用于計算機、微電子元件的精細清洗，如磁盤、驅(qū)動器，讀寫頭，液晶玻璃及平面顯示器，微組件和拋光金屬件等的清洗。這些清洗對象要求在清洗過程中不能受到空化腐蝕。要能洗掉微米級的污物。兆赫超聲清洗適用于集成電路芯片、硅片及簿膜等的清洗。能去除微米、亞微米級的污物而對清洗件沒有任何損傷，因為此時不產(chǎn)生空化作用，超聲波清洗機理主要是聲壓梯度、粒子速度和聲流的作用，特點是清洗方向性強，被清洗件一般置于與聲束平行的方向。