CN107416786A - 一种用于kdp晶体的含水有机清洗液 - Google Patents

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李晓媛
董会
高伟
王超
吉方
王宝瑞
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    • C01B25/26—Phosphates
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Abstract

本发明公开了一种用于KDP晶体的含水有机清洗液。该清洗液包括去离子水、有机溶剂和表面活性剂。本发明的用于KDP晶体的含水有机清洗液，利用KDP易溶于水这一理化特性，在清洗液中加入去离子水作为该清洗液的活性物质，通过控制清洗液中水的存在形式、含量来控制其与KDP元件表面的作用效率，能达到去除其表面污染物而不损害表面质量的目的。本发明的用于KDP晶体的含水有机清洗液性质稳定，采用去离子水作为活性成分不会在KDP晶体表面产生新的杂质；通过可控的潮解作用，能有效去除磁流变抛光加工后表面残留的基液和固体颗粒，提高KDP晶体的表面质量。

Description

一种用于KDP晶体的含水有机清洗液
技术领域
本发明属于超精密加工领域中的特殊光学元件的清洗液，具体涉及一种用于KDP晶体的含水有机清洗液。
背景技术
磷酸二氢钾（KDP）晶体具有优良的非线性光电特性，在清洁核能和高新技术武器领域有着重要的应用前景。如大口径KDP晶体在核聚变点火装置中作为激光倍频器件及光电开关，其超精密加工水平决定了其激光损伤阈值。KDP晶体的特点是质软、易脆、易溶于水、热膨胀系数相对较高，使其被公认为最难加工光学元件，给超精密加工技术带来新的挑战。
目前使用最广泛的KDP加工技术是金刚石单点飞切（SPDT），为了去除SPDT中亚表面缺陷和飞切刀纹带来的不利影响，因此，各国也在加强磁流变抛光(MRF)技术在KDP加工中的应用研究。在磁流变加工过程中，表面污染主要来自以下方面：高速切削崩落的晶体碎屑或嵌入的抛光颗粒，残留在晶体表面的切削液、冷却液，加工环境中吸附聚集的微尘等。被污染的KDP晶体表面存在着固-液界面固-固界面以及固-气界面，由于界面处物质的表面能较高，会形成许多活性微区，使得KDP表面更容易发生反应，表面质量降低，其激光损伤阈值也将大大下降。因此，去除KDP表面污染物的后续清洗处理是一个非常重要的步骤。
大连理工大学的王奔等人利用光学显微镜对比了几种KDP晶体的清洗方法，认为棉球和擦镜纸结合的擦洗方法能够避免大量划痕，但仍然存在潮解现象和少量划痕。国防科技大学戴一帆等研究的离子束清洗方法，主要用于KDP晶体表面嵌入铁粉颗粒的去除，作用不全面且效率不够高。目前KDP晶体清洗技术还在进一步实验摸索阶段，针对KDP晶体表面残留的去除研究报道很少。
无论采用何种清洗技术，清洗介质（清洗液）往往都是必要且重要的研究对象。理想的清洗液能够在不影响工件表面性质的情况下实现表面污染物的去除，是实现清洗技术的基础条件。因此开发高效的KDP专业清洗液是具有非常重要的研究意义。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种用于KDP晶体的含水有机清洗液。
本发明的用于KDP晶体的含水有机清洗液，其特点是：所述的清洗液包括去离子水、有机溶剂和表面活性剂，各组分的质量百分比含量为：
去离子水 1%~15%；
有机溶剂 82%~98%；
表面活性剂 1%~3%。
所述的有机溶剂为乙醇、异丙醇、丙三醇、乙二醇单丁醚中的一种或两种以上的混合物。
所述的表面活性剂为酰胺类化合物。
所述的清洗液的制备环境温度为15℃~25℃，相对湿度为30%~50%，气压为常压。
本发明的用于KDP晶体的含水有机清洗液，利用KDP易溶于水这一理化特性，在清洗液中加入去离子水作为该清洗液的活性物质，通过控制清洗液中水的存在形式、含量来控制其与KDP元件表面的作用效率，能达到去除其表面污染物而不损害表面质量的目的：一方面微量水会溶解表面附着的KDP晶体碎屑；另一方面微量水会优先与嵌有杂质颗粒的KDP微区发生微潮解作用，使嵌入颗粒松动并在外场作用下从表面脱嵌出来。另外，在已脱嵌的微区，潮解作用继续展开，也将有利于有机溶剂从脱嵌界面处加速溶解有机残留物质。
本发明的用于KDP晶体的含水有机清洗液用于去除KDP晶体表面附着的切削液、冷却液、抛光液基液等有机残留物，以及KDP晶体碎屑、抛光粉或铁粉颗粒等无机残留物。本发明的用于KDP晶体的含水有机清洗液能够溶解有机残留物以及有助于提高嵌入颗粒脱出晶体表面，使得残留污染物在清洗过程中快速脱离表面，并且不会产生新的污染物种类，同时保持表面质量，从而实现有效清洗的目标。
具体实施方式
下面结合实施例详细说明本发明。
实施例1
（1）初始表面的获得：采用磁流变抛光加工50 mm×50 mm的KDP晶体，检测晶体表面颗粒残留情况。
（2）清洗液的制备：将去离子水和表面活性剂混合均匀后，加入到乙醇中，其中去离子水、乙醇和N,N-二甲基甲酰胺的质量百分含量分别为4%、94%和2%；
（3）将抛光后的KDP晶体放入清洗液中，浸泡20 min；之后进行兆声波清洗2 min，重复一次，静置5min；
（4）上述清洗过程多次重复。
（5）取出KDP晶体，对KDP进行干燥，完成清洗过程。
（6）检测清洗后表面颗粒残留情况。
其余实施例与实施例1的实施方式基本相同，主要区别在于清洗液的各组分的配比不同，详见表1。
以上实施例的描述较为具体、详细，但不能因此理解为对本专利范围的限制，应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。
表1

Claims (3)

1.一种用于KDP晶体的含水有机清洗液，其特征在于：所述的清洗液包括去离子水、有机溶剂和表面活性剂，各组分的质量百分比含量为：
去离子水 1%~15%；
有机溶剂 82%~98%；
表面活性剂 1%~3%。
2.根据权利1所述的用于KDP晶体的含水有机清洗液，其特征在于：所述的有机溶剂为乙醇、异丙醇、丙三醇、乙二醇单丁醚中的一种或两种以上的混合物。
3.根据权利1所述的用于KDP晶体的含水有机清洗液，其特征在于：所述的表面活性剂为酰胺类化合物。
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