CN115625148A - 一种超声清洗氧化铈的方法与装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及超声清洗机技术领域，具体地涉及一种超声清洗氧化铈的方法与装置，采用清洗剂对超光滑表面残留的氧化铈进行清洗，所述清洗剂包括主剂和助剂；所述主剂采用酸性溶剂，酸性溶剂能够与元件表面发生化学反应，溶解掉表面残留的氧化铈；所述助剂采用碱性悬浮剂，碱性悬浮剂能够防止氧化铈再次凝结，防止再生污渍。本发明在整个清洗过程中，能够无损伤去除超光滑表面氧化铈残留，所述超声清洗槽装置，能够使清洗剂的Ph值和温度始终保持在最佳状态，使清洗效果达到最佳，能够提高超光滑表面的质量。
Description
技术领域
本发明涉及超声清洗机技术领域，具体地涉及一种超声清洗氧化铈的方法与装置。
背景技术
在光学制造中，尤其是超精密光学元件加工过程，会在超光滑元件表面留下不易处理的氧化铈磨料，影响元件的表面质量。清洗是必不可少的环节，主要是提高元件表面清洁度。目前光学元件的清洗主要是利用超声波清洗机，超声波清洗机由超声波发生器发出高频震荡信号，经由换能器转换成高频机械震荡，传播到清洗剂中。存在于清洗剂中的微小气泡在超声波的作用下产生振动，随着声压的增加，气泡迅速增大，然后突然闭合。气泡在闭合时产生冲击波，形成空化效应。超声清洗利用超声波在清洗剂中的空化效应，清洗掉元件表面的残留物质。
超精密光学元件的加工采用沥青和氧化铈抛光，根据加工机理，元件表面从上到下可以分为水解流变层、缺陷层、变形层和基底，由此可见，超光滑表面并并非致密的。加工杂质存在于水解流变层，处于表面最上层，塑性划痕和显微裂纹等存在于缺陷层，如果破坏了水解流变层，亚表面损伤就会暴露出来，表现为表面损伤。
现有的超声清洗装置在使用过程中，依赖空化效应，如若使用不当，容易导致元件表面产生损伤。随着超声清洗时间的增加，温度升高，清洗剂也会随之挥发，温度过高或过低，清洗剂中的物质挥发减少，都会造成清洗效率的降低。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术存在的缺点，提出设计一种超声清洗氧化铈的方法与装置，能够解决现有超声清洗装置不能够无损伤地清洗掉元件表面残留氧化铈的问题。
本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：
一种超声清洗氧化铈的方法，采用清洗剂对超光滑表面残留的氧化铈进行清洗，所述清洗剂包括主剂和助剂；所述主剂采用酸性溶剂，酸性溶剂能够与元件表面发生化学反应，溶解掉表面残留的氧化铈；所述助剂采用碱性悬浮剂，碱性悬浮剂能够防止氧化铈再次凝结，防止再生污渍。
进一步的，所述清洗剂中酸性溶剂的配比为1％，碱性悬浮剂的配比为4％。
进一步的，所述清洗剂的最佳Ph值为6.8-7.2，如Ph值为6.9、7、7.1等，不会对表面产生损伤。
进一步的，所述清洗剂的最佳清洗温度为40℃-50℃。
本实施例还提供另一种技术方案：
一种超声清洗槽装置，用于超声清洗氧化铈，其结构包括清洗槽、溶剂存放器、Ph控制模块和温度控制模块；所述清洗槽内壁设置有两个溶剂存放器，分别用于盛放酸性溶剂和碱性悬浮剂，溶剂存放器底部设置有溶剂出口；所述Ph控制模块用于控制清洗剂的Ph，所述温度控制模块用于控制清洗剂的温度。当Ph值超过最佳限定值，通过控制系统控制Ph控制模块，实现自动加酸性溶剂或碱性悬浮剂，使Ph值保持在最佳区间；当温度超过最佳限定值，通过控制系统控制温度控制模块控制清洗剂的温度始终保持在最佳状态。
进一步的，所述Ph控制模块包括设置于清洗槽上的Ph探测电极和继电器，Ph探测电极固定在清洗槽内与清洗剂接触，当Ph值超过限定值时，继电器闭合，溶剂存放器的溶剂出口打开，往清洗槽内开始加溶剂，当Ph值恢复到限定值时，继电器断开，溶剂出口开口闭合，停止加溶剂。
进一步的，所述温度控制模块包括加热器和温度传感器，所述加热器固定于清洗槽底部，温度传感器固定于清洗槽内壁下端，当温度低于最低限定温度时，加热器开始加热，当温度高于最高限定温度时，超声清洗暂停工作。
本发明的技术效果：
与现有技术相比，本发明的一种超声清洗氧化铈的方法，在整个清洗过程中，能够无损伤去除超光滑表面氧化铈残留，所述超声清洗槽装置，能够使清洗剂的Ph值和温度始终保持在最佳状态，使清洗效果达到最佳，能够提高超光滑表面的质量。本发明整个清洗过程仅通过一种清洗剂就能够对光学镜片达到很好的清洗效果；本发明清洗光学元件使用的是酸性溶剂和碱性悬浮液的混合液，呈中性，对光学元件的清洗是无损伤清洗，不会对表面造成损伤，解决了只用酸性溶剂清洗会使元件的亚表面损伤暴漏，造成表面损伤的问题，该清洗溶剂，所用碱性溶剂为一种碱性悬浮液，能够防止氧化铈再次凝结，防止再生污渍。
附图说明
图1为本发明超声清洗氧化铈的方法流程图；
图2为本发明超声清洗槽装置结构原理示意图。
图中，1、Ph探测电极；2、溶剂存放器；3、溶剂出口；4、继电器；5、温度传感器；6、加热器；7、清洗槽。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合说明书附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
实施例1：
如图1-2所示，本实施例涉及的一种超声清洗氧化铈的方法，采用清洗剂对超光滑表面残留的氧化铈进行清洗，包括以下步骤：
(1)配置清洗剂：将配比为1％的酸性溶剂和配比为4％的碱性悬浮剂融合得到Ph为7的清洗剂，
(2)将待清洗的光学元件放入清洗剂中，开始清洗，同时探测Ph值和温度；
(3)当Ph值超过设定的最高阈值(Ph>7.2)，溶剂存放器2开始往清洗槽7内加酸性溶剂，当Ph值超过设定的最低阈值(Ph<6.8)，溶剂存放器2开始往清洗槽7内加碱性悬浮剂，直到Ph值恢复至6.8-7.2；当温度超过设定的最高阈值(T>50℃)，工作暂停，开始冷却，当温度超过设定的最低阈值(T<40℃)，开始加热，直到温度恢复至40℃-50℃。
实施例2：
本实施例涉及的一种超声清洗槽装置，应用于实施例1所述的超声清洗氧化铈的方法，其结构包括清洗槽7、溶剂存放器2、Ph控制模块和温度控制模块；所述清洗槽7内壁设置有两个溶剂存放器2，分别用于盛放酸性溶剂和碱性悬浮剂，溶剂存放器2底部设置有溶剂出口3；所述Ph控制模块用于控制清洗剂的Ph，包括设置于清洗槽7上的Ph探测电极1和继电器4，Ph探测电极1固定在清洗槽7内与清洗剂接触；所述温度控制模块用于控制清洗剂的温度，包括加热器6和温度传感器5，所述加热器6固定于清洗槽7底部，温度传感器5固定于清洗槽7内壁下端。当Ph值超过限定值时，通过控制系统控制Ph控制模块，使继电器4闭合，溶剂存放器2的溶剂出口3打开，往清洗槽7内开始加溶剂，当Ph值恢复到限定值时，继电器4断开，溶剂出口3开口闭合，停止加溶剂，实现自动加酸性溶剂或碱性悬浮剂，使Ph值保持在最佳区间。当温度低于最低限定温度时，加热器6开始加热，当温度高于最高限定温度时，超声清洗暂停工作，通过控制系统控制温度控制模块，使清洗剂的温度始终保持在最佳状态。
本发明整个清洗过程中，所述清洗剂能够无损伤去除超光滑表面氧化铈残留，所述装置使清洗剂的Ph和温度始终保持在最佳状态，使清洗效果达到最佳，能够提高超光滑表面的质量，在超精密光学元件加工过程中有着极其重要的作用。
上述具体实施方式仅是本发明的具体个案，本发明的专利保护范围包括但不限于上述具体实施方式，任何符合本发明权利要求书且任何所属技术领域的普通技术人员对其所做的适当变化或修饰，皆应落入本发明的专利保护范围。
Claims (10)
1.一种超声清洗氧化铈的方法，采用清洗剂对超光滑表面残留的氧化铈进行清洗，其特征在于：所述清洗剂包括主剂和助剂；所述主剂采用酸性溶剂，酸性溶剂能够与元件表面发生化学反应，溶解掉表面残留的氧化铈；所述助剂采用碱性悬浮剂，碱性悬浮剂能够防止氧化铈再次凝结，防止再生污渍。
2.根据权利要求1所述的超声清洗氧化铈的方法，其特征在于：所述清洗剂中酸性溶剂的配比为1％，碱性悬浮剂的配比为4％。
3.根据权利要求1所述的超声清洗氧化铈的方法，其特征在于：所述清洗剂Ph值为6.8-7.2。
4.根据权利要求3所述的超声清洗氧化铈的方法，其特征在于：所述清洗剂Ph值为6.8。
5.根据权利要求3所述的超声清洗氧化铈的方法，其特征在于：所述清洗剂Ph值为7.2。
6.根据权利要求3所述的超声清洗氧化铈的方法，其特征在于：所述清洗剂Ph值为7。
7.根据权利要求1所述的超声清洗氧化铈的方法，其特征在于：所述清洗剂的清洗温度为40℃-50℃。
8.一种超声清洗槽装置，用于实现如权利要求1-7任一项所述超声清洗氧化铈的方法，其特征在于：包括清洗槽(7)、溶剂存放器(2)、Ph控制模块和温度控制模块；所述清洗槽(7)内壁设置有两个溶剂存放器(2)，分别用于盛放酸性溶剂和碱性悬浮剂，溶剂存放器(2)底部设置有溶剂出口(3)；所述Ph控制模块用于控制清洗剂的Ph，所述温度控制模块用于控制清洗剂的温度。
9.根据权利要求8所述的超声清洗槽装置，其特征在于：所述Ph控制模块包括设置于清洗槽(7)上的Ph探测电极(1)和继电器(4)，Ph探测电极(1)固定在清洗槽(7)内与清洗剂接触。
10.根据权利要求8所述的超声清洗槽装置，其特征在于：所述温度控制模块包括加热器(6)和温度传感器(5)，所述加热器(6)固定于清洗槽(7)底部，温度传感器(5)固定于清洗槽(7)内壁下端。
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