Որ նյութերն ու մակերեսներն են կարող մաքրվել լազերային մաքրման սարքերով (1)

Լազերային մաքրման սկզբունքներ

Լազերային մաքրումը հիմնված է պուլսային լազերային ճառագայթման և նյութերի մակերևույթների վերահսկվող փոխազդեցության վրա: Այն հեռացնում է ոչ ցանկալի շերտեր, ինչպիսիք են օքսիդները, ներկերը, յուղերը և մնացորդները, առանց մեխանիկական հպման, սահող նյութերի կամ քիմիական նյութերի կիրառման: Մաքրման գործընթացը ընթանում է երկու հիմնական ֆիզիկական մեխանիզմներով՝ լուսա-ջերմային և լուսա-մեխանիկական էֆեկտներով, որոնք երկուսն էլ կախված են լազերի շահագործման պարամետրերից: Այս սկզբունքների խորը հասկացությունը անհրաժեշտ է մաքրման արդյունավետությունն ապահովելու և հիմք հանդիսացող նյութի ամբողջականությունը պաշտպանելու համար:

Լազերային մաքրման ֆիզիկական մեխանիզմներ

Լուսա-ջերմային մեխանիզմ

Լուսա-ջերմային էֆեկտը հիմնված է ընտրողաբար տաքացման վրա: Երբ լազերային ճառագայթը հարվածում է մակերևույթին, աղտոտված շերտը կլանում է լազերային էներգիան և արագ տաքանում: Այս ջերմությունը կարող է առաջացնել՝

Ջերմային ձգվելու արդյունքում շերտերի բաժանում:

Աղտոտող նյութի գոլորշիացում կամ պիրոլիզ:

Հալում և վերականգնված պինդ վիճակ, որը թուլացնում է կապը հիմքի հետ:

Այս մեխանիզմը ամենաարդյունավետ է, երբ աղտոտող նյութը ընտրված լազերային ալիքի երկարության դեպքում գերազանցում է ենթաշերտի օպտիկական կլանումը: Օրինակ՝ ժանգը կամ ներկը հաճախ ավելի լավ են կլանում ինֆրակարմիր ալիքները, քան հիմքը կազմող մետաղը:

Լուսային-մեխանիկական մեխանիզմ

Լուսային-մեխանիկական գործընթացում ուլտրակարճ լազերային իմպուլսները (սովորաբար պիկոսեկունդային կամ ֆեմտոսեկունդային) էներգիան այնքան արագ են փոխանցում, որ ջերմային հաղորդակցությունը նվազագույնի է հասցվում: Ջերմացման փոխարեն ինտենսիվ էներգիան առաջացնում է.

Արագ պլազմայի կամ միկրոպայթյունների առաջացում աղտոտող նյութի մակերևույթին:

Շոկային ալիքների առաջացում, որոնք ֆիզիկապես հեռացնում են աղտոտող նյութերը:

Լարվածության ճեղքեր փխրուն շերտերում, ինչպիսիք են կոռոզիան կամ ածխածին նստվածքները:

Այս մեխանիզմը իդեալական է զգայուն ենթաշերտերի կամ ջերմությունը նվազագույնի հասցնելու պահանջող կիրառությունների համար, ինչպիսիք են ժառանգության պահպանումը կամ միկրոէլեկտրոնիկան:

Հիմնական լազերային պարամետրեր

Լազերային մաքրման արդյունավետությունն ու անվտանգությունը կախված է մի շարք լազերային պարամետրերի ճիշտ կարգավորումից.

波长

Լազերի ալիքի երկարությունը որոշում է, թե որքան էներգիա է կլանվում աղտոտիչով և սուբստրատով: Հաճախ օգտագործվող ալիքի երկարություններից են.

1064 նմ (Ինֆրակարմիր). Նպատակահարմար մետաղների և օքսիդների համար:

532 նմ (Կանաչ). Ավելի արդյունավետ է ներկերի և ներկանյութերի համա:

355 նմ կամ 248 նմ (ՈՒՖ). Լավագույնն է օրգանական և պոլիմերային աղտոտիչների համար:

Նպատակն այն ալիքի երկարությունը ընտրելն է, որը աղտոտիչը կլանում է ուժեղ, իսկ սուբստրատը՝ թույլ:

Իմպուլսի տևողություն

Պուլսի տևողությունը ազդում է էներգիայի փոխանցման խորության և արագության վրա.

Նանովրկայական պուլսեր. Միջին ջերմային ազդեցություն. լավ է ընդհանուր մաքրման համար:

Պիկովրկայական/ֆեմտովրկայական պուլսեր. Գերճշտություն, նվազագույն ջերմային դիֆուզիա. իդեալական է զգայուն մակերեսների համար:

Կարճ պուլսերը նվազեցնում են ջերմային ազդեցության գոտիները և բարելավում մաքրման ընտրողականությունը:

Պուլսի էներգիա և կրկնման հաճախականություն

Պուլսային էներգիա (չափվում է միլիջոուլներով կամ ջոուլներով). Որոշում է, թե որքան էներգիա է տրվում մեկ իմպուլսի ընթացքում: Ավելի բարձր էներգիան կարող է հեռացնել հաստ կամ ավելի դժվար շերտեր, սակայն մեծացնում է ենթաշերտի վնասման ռիսկը:

Կրկնման հաճախականություն (չափվում է Հց-ով կամ կՀց-ով). Վերահսկում է իմպուլսների հաճախադեպությունը: Բարձր կրկնման հաճախականությունը թույլ է տալիս ավելի արագ մաքրում, սակայն կարող է առաջացնել ջերմային կուտակում, եթե ուշադիր չենք կառավարում:

Բծի չափը և համընկնումը

Բծի չափը ազդում է լուծման ու ինտենսիվության վրա: Փոքր բիծը թույլ է տալիս ճշգրիտ աշխատանք, իսկ մեծ բծերը ավելի արագ մաքրում են ընդարձակ տարածքներ:

Համընկնումը վերաբերում է այն բանին, թե որքանով է յուրաքանչյուր իմպուլս համընկնում նախորդի հետ: Սովորաբար համընկնումը տատանվում է 50–90%-ի սահմաններում՝ համազանգված մաքրում ապահովելու համար: Շատ քիչ համընկնումը գծեր է թողնում, իսկ չափազանց շատը կարող է առաջացնել մակերեսի վերատաքացում:

Փոխազդեցությունը աղտոտող նյութերի և ենթաշերտերի հետ

Լազերային մաքրման հիմնարար սկզբունքը ընտրողաբար աբլացիան է՝ աղտոտող նյութերը հեռացնելու կարողությունը՝ առանց հիմքի նյութը վնասելու: Սա կախված է հետևյալից.

Աբսորբցիայի հակադրություն. Կեղտը պետք է ավելի արդյունավետ կերպով կլանի լազերային էներգիան, քան հիմքը:

Ջերմահաղորդականություն. Բարձր հաղորդականությամբ հիմքերը (օրինակ՝ պղինձ, ալյումին) արագ ցրում են ջերմությունը, ինչը նվազեցնում է վնասվածքի ռիսկը:

Կպչունության ամրություն. Թույլ կպած շերտերը ավելի հեշտ է հեռացնել լուսամեխանիկական էֆեկտների միջոցով, իսկ ամուր կպած ծածկույթները կարող են պահանջել ավելի բարձր ճողք կամ բազմակի անցումներ:

Լազերային մաքրումը պետք է հատկապես ճշգրտվի յուրաքանչյուր կիրառման համար՝ հաշվի առնելով կեղտի հաստությունը, կազմը և կապման ամրությունը, ինչպես նաև հիմքի զգայունությունը:

Լազերային մաքրումը լազերի և նյութի փոխազդեցության ֆիզիկայի վրա հիմնված՝ բարձր կառավարվող գործընթաց է: Այն կարող է հիմնված լինել ջերմային էներգիայի վրա՝ աղտոտող նյութերը գոլորշիացնելու համար, կամ օգտագործել մեխանիկական ալիքներ՝ դրանք հեռացնելու համար, և ապահովում է աննախադեպ ճշգրտություն: Գործընթացի հաջողությունը կախված է լազերի պարամետրերի ճիշտ ընտրությունից՝ կախված նյութի տեսակից, որը ապահովում է առավելագույն չափով աղտոտող նյութերի հեռացում՝ պահպանելով մակերևույթի ամբողջականությունը: Լազերային մաքրումը հաջողությամբ կարող է կիրառվել տարբեր արդյունաբերական և հատուկ կիրառություններում՝ վերահսկելով լուսա-ջերմային և լուսա-մեխանիկական մեխանիզմները և կարգավորելով պարամետրերը, ինչպիսիք են ալիքի երկարությունը, իմպուլսի էներգիան և բծի չափը: