超声波清洗全攻略：从设备选择到最佳清洗剂搭配
浏览次数：156发布时间：2024-08-26超声波清洗机，是通过产生超声波来对物体进行清洗的机器。
超声波清洗技术原本就在工业领域被广泛使用，现在则已被应用到眼镜清洗机、贵重金属及手表的金属表带的清洗等方面，普及到了日常生活中。由于超声波技术的普及，传统清洗方式难以去除的污渍得以清除。
超声波清洗技术结合了超声波的物理作用以及清洗剂的化学作用，从而提高清洗效果。仅靠清洗剂的化学作用难以去除的污渍，在空化作用和振动加速度下被剥离、分散、乳化，即便细微的污渍也能得以洗净。
此外，利用超声波清洗技术亦有望稳定清洗质量，并缩短清洗时间。
液体的流动会产生压力差，在压力差下，气泡在短时间内反复产生和破裂，这种现象就称为空化，同时亦被称为“空穴现象”。
将超声波作用于液体，液体中就会产生无数接近真空状态的微小空泡（空穴），空泡破裂的一瞬会产生强烈的冲击波，将污渍从被清洗的物件上剥离并分散至液体中，从而达到清洗的目的。
实际上，空泡破裂所产生的冲击波相当强力，在某种条件下，将空泡产生的冲击波作用于水中的铝箔，只需数十秒就能击穿它。
利用空化作用清洗油污的效果相当显著，清除油污的过程如下图所示。
空泡的产生会因应液体深度、种类以及超声波的频率而有所变化，一般会根据不同清洗物体而作出调整。
频率越小，空泡就越大，破裂时产生的冲击波也就更为强力。
而频率越大，空泡就越小，冲击也较小，适用于精密零件的清洗。
将超声波作用于液体，液体分子就会发生振动。
28kHz的超声波作用时的振动加速度是液体静置时的1000倍，950kHz时则达到100000倍。
利用这一惊人的振动速度能够有效剥离物体表面的污渍。
950kHz的超声波由于波动太密，不会产生空泡，因此不能用于清除油污，但可以清除亚微米级的污渍。
刚才我们提到950kHz的超声波无法清除油污，不同频率的超声波能够清除的污渍种类也各有不同。
选择合适的频率，有助于把清洗效果最大化，使用前应该检查清楚。
下面按损伤较大的顺序介绍各频率对应的污渍种类。
清洗能力较强，适合用于清洗油脂和肉眼可见的大块污垢。可用于金属零件和树脂零件的清洗。
比28kHz损伤较小，适合用于清洗精密零件和玻璃。具体来说，多用于眼镜和首饰的清洗。适合用于去除灰尘。
最近较受关注的频率。在40kHz下都会产生损伤时选用。适合用于清洗硬盘及CSP主板等电子精密零件。
对被清洗物的损伤最小，可以用于去除细微的污垢。适合化合物晶圆及硬盘等物的清洗。
可用于去除0.2～5μm的污垢
用于去除肉眼不可见的污垢。对被清洗物的损伤小，在晶圆的清洗领域备受注目。
适合用于0.2μm级污垢的清洗。加速度比1MHz大，因此比1MHz更能清除细微的污垢。
超声波清洗机主要由产生超声波的超声波振子、驱动超声波振子的驱动器、以及液体槽三部分构成。
另外，还有往现成的液体槽里放入振子和驱动器的类型，以及振子、驱动器和水槽合为一体的类型。
独立液体槽的清洗机的长处在于，可以为形状特殊的被清洗物订造特制的液体槽，且移动方便。
而一体机的长处则是可以放置在狭窄的地方，节省空间。
另外，在浸泡式清洗机占据主流的情况下，亦有将超声波顺水流发射的类型。（参见下图）
部分超声波清洗机除了发射超声波，还配备有其它功能。
例如提升液温的发热装置，或减压功能等，和超声波配合可提升清洗效果。
此外，还可加装防爆装置以应对各类清洗液，加装频率调节功能以应对各种污垢。
附加功能丰富且便利，建议客户在采购前仔细了解。
在上述介绍中，我们向大家说明了超声波清洗机种类繁多。
而除了频率和外形，清洗机和清洗液之间的搭配也必须要谨慎考虑。
只有超声波的物理作用和清洗液的化学作用相互作用，才能最大限度地发挥清洗效果。
选择清洗机前，请先明确清洗的目的是什么， 例如，是为了脱脂？清除研磨、切割产生的粉末？还是去除胶体粒子？
确定被清洗物的性质。 例如，被清洗物的尺寸如何，由何种成分组成等等。
在清楚把握被清洗物的性质后再去选择清洗机，此时的要点为以下几点。
清洗剂亦是种类繁多。一旦选择了错误的清洗剂，就有可能完全无法清洗干净，因此一定要谨慎选择。
除了水性和溶剂型的清洗剂，最近在超声波清洗领域中，半水基的清洗剂亦备受瞩目。
原本超声波清洗机多采用氟利昂或者含氯溶剂作为清洗剂，现今考虑到对健康和环境的负面影响，正在积极寻找替代品。
正如前面所介绍，不同的频率有不同的清洗效果。因此，必须根据不同的目的选择不同的频率。
另外，需要注意的是，台式的超声波清洗机由于超声波的发射口较少，使得即使相同频率下的清洗效果也会出现差距。
使用超声波清洗机时，需要考虑哪一个部分最容易受压力冲击。
即使明确了被清洗物的尺寸，放入清洗机后也有可能因为尺寸过大导致清洗不均，无法100%发挥清洗的效果。
一般来说，可通过摇晃等操作让清洗更均匀。
若将物件直接放置在清洗槽中，物体可能会接触到振子，影响超声波的发射，导致清洗不了甚至引起故障。
此时，使用托盘或者清洗篮是较为常见的手段。
然而，根据托盘的类型和清洗篮的网孔大小，有可能会造成超声波的衰减，削弱清洗的效果，因此需要谨慎选用。
一般而言，液温上升，会令液体中发生气泡，减弱超声波。
但是，通常我们认为，但从清洗液的角度看，液温上升有利于提升清洗能力。（但不可超过加热的极限温度！）
为此，需要找一个能够将超声波和清洗液的功效最大化的平衡点，这个平衡点会因不同的清洗液发生变化。
例如清洗液为水时，一般50～60℃是最佳温度。
尽管需要考虑的因素繁多，但一旦找到合适的清洗机和清洗液，就会事半功倍。
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