CN105903710B - 一种高功率激光装置的铜、铝元件表面的洁净处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种高功率激光装置的铜、铝元件表面的洁净处理方法。所述的方法首先采用普通清洗方法以去除元件表面的大粒径和大面积污染物，其后经脱水处理，再将元件浸泡于清洗剂溶液中浸润，经脱水处理后再去除表面氧化物；利用清洗剂溶液和清水分别对元件进行两次高压喷淋精密清洗，最后进行脱水处理。本发明的高功率激光装置的铜、铝元件表面的洁净处理方法，适用于高功率激光装置的铜、铝元件清洁，污染物去除效果好，元件表面洁净度等级高，具有可靠、经济、高效的特点。清洗后铜、铝元件的表面洁净度等级优于BJD 100级‑A/10A。

Description

一种高功率激光装置的铜、铝元件表面的洁净处理方法
技术领域
本发明属于激光工程领域，具体涉及一种高功率激光装置的铜、铝元件表面的洁净处理方法。
背景技术
高功率激光在许多高新技术领域中得到广泛应用，但是随着高功率激光技术的不断发展，光学系统各个单元器件所要求承受的功率密度越来越高。光学元件表面的污染物在高功率激光束的辐照下，会严重地降低光学元件的抗损伤能力。高功率激光装置中的光学元件都安装在机械元件之上，机械元件的洁净度直接关系到光学元件的表面洁净度。高功率激光装置中有大量的铜、铝元件，因此，保障铜、铝元件的洁净度十分必要。而目前尚无成熟的、系统的超高洁净铜、铝元件表面处理方法。在微电子、航空航天等领域有一些处理方法，但所涉及机械元件的规模、材质和用途均与高功率激光领域有较大区别，因而不能直接引用。同时，由于高功率激光装置铜、铝元件的表面洁净度等级要求不尽相同，因此一般的处理方式很难可靠、高效和经济地达到处理要求。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种高功率激光装置的铜、铝元件表面的洁净处理方法。
本发明的高功率激光装置的铜、铝元件表面的洁净处理方法，其特点是，包括以下步骤：
a1.用纯水冲洗元件表面；
a2.对元件进行脱水处理；
a3.将元件浸泡于清洗剂溶液中，使元件充分浸润；
a4.使用清水，采用高压喷淋清洗的方式对元件进行清洗；
a5.将元件浸泡于酸性溶液中，去除元件表面的氧化物；
a6.使用清水，采用高压喷淋清洗的方式对元件进行清洗；
a7.使用清洗剂溶液对元件进行高压喷淋清洗；
a8.使用清水，采用高压喷淋清洗的方式对元件进行清洗；
a9.对元件进行脱水处理；
a10.使用清洗剂溶液，对元件进行喷淋清洗；
a11.使用清水，对元件进行喷淋清洗；
a12.对元件进行脱水处理；
所述的步骤a1的纯水的电阻率大于等于5MΩ·cm；所述的步骤a4、a6、a8、a11的清水的电阻率大于等于15MΩ·cm。
所述的步骤a3的清洗剂溶液为布鲁林GD-815，浓度为60g/L，温度为45℃~75℃；所述的步骤a7、a10的清洗剂溶液为体积比为5%的布鲁林GD-1990溶液。
所述的步骤a4、a6、a7、a8的高压喷淋清洗过程中出水压力为7MPa~17MPa，出水口距铜、铝元件表面50mm至100mm；清洗速率小于等于0.2m2/min，温度为50℃~60℃。
所述的步骤a5的酸性溶液为体积比为10%的硝酸与体积比为3%的氢氟酸的混合液体，温度为25℃。
所述的步骤a10、a11的喷淋清洗过程中出水压力为7MPa~17MPa，出水口距铜、铝元件表面50mm~100mm；清洗速率小于等于0.15m2/min，温度为55℃~65℃。
所述的元件材料为铜合金或铝合金。
本发明的一种高功率激光装置的铜、铝元件表面的洁净处理方法，适用于不同尺寸的高功率激光装置中的铜、铝元件的表面清洁处理，污染物去除效果好，表面洁净度等级高，具有可靠、经济、高效特点，清洗后铜、铝元件的表面洁净度等级优于BJD 100级-A/10A。
具体实施方式
下面结合实施例具体说明本发明方法。
以下实施例仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制。有关技术领域的人员在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化、替换和变型，因此同等的技术方案也属于本发明的范畴。
实施例1
取高功率激光装置中的全反射镜框架，通体为铝合金材质。
清洗步骤如下：
1. 使用纯水通体冲洗全反射镜框架；
2. 使用高压氮气吹扫全反射镜框架，再使用干净的长纤维毛巾擦拭掉全反射镜框架表面水渍；
3. 配制浓度为60g/L的布鲁林GD-815清洗剂溶液，并加热至45℃~75℃，将全反射镜框架完全没入其中15min；
4. 使用出口压力为17MPa、流量为15L/min、温度为50℃~60℃、电阻率为15MΩ的高压水射流，在距全反射镜框架50mm~100mm处以小于等于0.2m2/min的速率对全反射镜框架进行高压喷淋漂洗，直至全反射镜框架表面无清洗剂残留；
5. 将体积比为10%的硝酸与体积比为3%的氢氟酸相混合并加热至25℃，再没入全反射镜框架，直至全反射镜框架表面无氧化物残留；
6. 使用出口压力为17MPa、流量为15L/min、温度为50℃~60℃、电阻率为15MΩ的高压水射流，在距全反射镜框架50mm~100mm处以小于等于0.2m2/min的速率对全反射镜框架进行高压喷淋漂洗，直至全反射镜框架表面无酸性溶液残留；
7. 配制体积比为5%的布鲁林GD1990溶液，使用出口压力为17MPa、流量为15L/min、温度为50℃~60℃，在距全反射镜框架50mm~100mm处以小于等于0.2m2/min的速率对全反射镜框架进行高压喷淋漂洗；
8. 使用出口压力为17MPa、流量为15L/min、温度为50℃~60℃、电阻率为15MΩ的高压水射流，在距全反射镜框架50mm~100mm处以小于等于0.2m2/min的速率对全反射镜框架进行高压喷淋漂洗，直至全反射镜框架表面无清洗剂残留；
9. 使用高压氮气吹扫全反射镜框架，再使用干净的长纤维毛巾擦拭掉全反射镜框架表面水渍；
10. 配制体积比为5%的布鲁林GD1990溶液，使用出口压力为17MPa、流量为15L/min、温度为55℃~65℃，在距全反射镜框架50mm~100mm处以小于等于0.15m2/min的速率对全反射镜框架进行高压喷淋漂洗；
11. 使用出口压力为17MPa、流量为15L/min、温度为55℃~65℃、电阻率为15MΩ的高压水射流，在距全反射镜框架50mm~100mm处以小于等于0.15m2/min的速率对全反射镜框架进行高压喷淋漂洗，直至全反射镜框架表面无清洗剂残留；
12. 使用高压氮气吹扫全反射镜框架，再使用干净的长纤维毛巾擦拭掉全反射镜框架表面水渍。
利用显微成像法和化学取样称量法对处理前后的框架进行表面污染物含量分析，检测表明清洗后表面洁净度等级达到使用要求。清洗后铝合金元件的表面洁净度等级优于BJD 100级-A/10A。
实施例2
实施例2与实施例1 基本相同，不同之处在于清洗元件材质为铜锌合金，高压喷淋清洗过程中出水压力为12MPa，检测表明清洗后表面洁净度等级达到使用要求。
实施例3
实施例3与实施例1 基本相同，不同之处在于清洗元件材质为铜锌合金，高压喷淋清洗过程中出水压力为7MPa，检测表明清洗后表面洁净度等级达到使用要求。

Claims (1)

1.一种高功率激光装置的铜、铝元件表面的洁净处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
a1.用纯水冲洗元件表面；
a2.对元件进行脱水处理；
a3.将元件浸泡于清洗剂溶液中，使元件充分浸润；
a4.使用清水，采用高压喷淋清洗的方式对元件进行清洗；
a5.将元件浸泡于酸性溶液中，去除元件表面的氧化物；
a6.使用清水，采用高压喷淋清洗的方式对元件进行清洗；
a7.使用清洗剂溶液对元件进行高压喷淋清洗；
a8.使用清水，采用高压喷淋清洗的方式对元件进行清洗；
a9.对元件进行脱水处理；
a10.使用清洗剂溶液，对元件进行喷淋清洗；
a11.使用清水，对元件进行喷淋清洗；
a12.对元件进行脱水处理；
所述的步骤a1的纯水的电阻率大于等于5MΩ·cm；所述的步骤a4、a6、a8、a11的清水的电阻率大于等于15MΩ·cm；
所述的步骤a3的清洗剂溶液为布鲁林GD-815，浓度为60g/L，温度为45℃~75℃；所述的步骤a7、a10的清洗剂溶液为体积比为5%的布鲁林GD-1990溶液；
所述的步骤a4、a6、a7、a8的高压喷淋清洗过程中出水压力为7MPa~17MPa，出水口距铜、铝元件表面50mm~100mm；清洗速率小于等于0.2m2/min，温度为50℃~60℃；
所述的步骤a5的酸性溶液为体积比为10%的硝酸与体积比为3%的氢氟酸的混合液体，温度为25℃；
所述的步骤a10、a11的喷淋清洗过程中出水压力为7MPa~17MPa，出水口距铜、铝元件表面50mm~100mm；清洗速率小于等于0.15m2/min，温度为55℃~65℃；
所述的元件材料为铜合金或铝合金。
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