玻璃表麵清潔有哪些處理工藝

玻璃基片和坯體在進行玻璃表麵處理前，還應進行表麵的清潔處理。因為基片或坯體的清潔程度對玻璃表麵處理的產品質量有很大的影響。因此清潔（jié）處理對於後續的玻璃表麵處理工藝是（shì）非常重要的。

清潔玻璃表麵的方（fāng）法（fǎ）很多，主要根據玻璃表麵原有的汙染（rǎn）程度、滿足（zú）後（hòu）續的玻璃表麵處理工藝以及最終產品使用的目的要求，可采用其中一種清潔方法，也（yě）可（kě）將幾種方（fāng）法結合起來（lái）采（cǎi）用。

玻璃表麵清潔有原子級清潔表麵和（hé）工（gōng）藝技術上的清潔表麵兩種類型。原子級（jí）清潔表麵（miàn）需在超真空條件下進行，是特殊科學用（yòng）途所要求的。一般隻需要工藝技術上的清潔表麵，以滿足對產品（pǐn）加工的要求。

常用的清潔處理方法（fǎ）有以下幾種：

1 用溶劑（jì）清洗

常（cháng）用的溶劑（jì）有水溶液（酸或堿（jiǎn）溶液、洗滌劑水溶液等）；無水溶劑（乙醇、丙酮、乳（rǔ）化液等）。通常根據玻璃表（biǎo）麵汙染物的（de）性（xìng）質來選擇溶劑的種類。

（1）擦（cā）洗和浸洗

最簡單的擦洗方法是用脫脂棉、鏡（jìng）頭紙、橡皮輥或刷子，蘸水、酒精、去汙（wū）粉（fěn）、白堊等擦拭玻璃表麵。擦洗時要防止將玻璃磨傷，同時（shí）要將表麵殘餘的去（qù）汙粉（fěn）、白堊用純（chún）水和乙（yǐ）醇清洗掉。

另一（yī）種常用的（de）方法是將玻璃放在裝有溶劑的容器中，進行浸泡（pào）清洗。浸泡一定時間（jiān）後，用鑷子或其他特製夾具，將清洗過的玻璃取出（chū），用純棉布擦（cā）幹，此法所需設備簡單，操作方便，成本也較低。

用（yòng）於（yú）清洗的有（yǒu）機溶劑有乙醇、丙酮、四氯化碳、三氯（lǜ）乙烯（xī）、異內醇、甲苯等。

除了利用溶劑溶解汙染物以外，還可利用溶劑和玻璃表麵的化學反應，以清洗表麵，如采用酸洗（xǐ）和堿洗（xǐ）。

實驗室（shì）常用的洗液為K2Cr2O7和H2SO4的混合液，能氧化玻璃（lí）表麵的油汙，使油汙從玻（bō）璃表麵上除去。鉻離子容易吸附在玻璃表麵，除（chú）去比較困難，如要防止鉻離子吸附，可（kě）改用（yòng）硫酸和硝酸的混合液（yè）來清洗玻璃表麵（miàn）。除氫氟（fú）酸以外，混合酸加（jiā）熱至60、85℃時效果較好。

如玻璃表麵風化，已（yǐ）形成高矽層，此（cǐ）時需在清洗液中加人一定比例的氫氟酸，例如使用硝酸和氫氟酸的混合（hé）液，可消除風化層。

對於中鉛玻璃、高（gāo）鉛玻璃以及含（hán）氧化鋇的玻璃，不宜用酸清洗，以（yǐ）防止酸對玻璃表麵的（de）侵蝕。

采用NaOH、Na2CO3等堿性溶液（yè），能較好地清除玻璃表麵的油脂和類油（yóu）脂，使這些脂類皂化成脂肪酸鹽，然後再用水洗去。但浸泡（pào）時間不宜過長，除去表麵汙（wū）染物層即終止，避免玻璃表麵受堿侵蝕形成凹凸不平（píng）層。

（2）噴射清洗

為了提高清洗效率，生產中常用（yòng）噴射清洗（xǐ）的方法，利用運動流體施加於玻璃表麵，以剪切力來破壞汙染（rǎn）物與玻（bō）璃表麵的黏（nián）附力，汙染物脫（tuō）離玻璃表麵再被流體帶走。通常采用一種扇（shàn）形噴嘴，噴（pēn）嘴安裝接近玻璃處，與玻璃表麵之間（jiān）的距離不（bú）超過噴嘴直徑的100倍，噴射壓力（lì）為350kPa，壓力愈大，清洗效果（guǒ）愈好。

考慮到降低成本（běn），一般（bān）依次使用（yòng）熱水、含洗滌劑的水溶液、自來水、去離子水作為溶劑進行噴射清洗。

2 加熱處理

加熱處理是（shì）比較簡單的表（biǎo）麵清潔方法，可除去玻璃表麵黏附的有機汙物（wù）和吸附的水（shuǐ）分（fèn），如在真（zhēn）空下加熱，效果更好。一般玻璃加熱清潔處理的（de）溫度為100-400℃，在超真空（kōng）下加熱至450℃，可得（dé）到原子級的清潔表（biǎo）麵。

可采用電阻絲式高溫火（huǒ）焰加熱方法。采用重複“閃蒸（zhēng）法”，即在短周期（幾秒鍾（zhōng））內加熱至高（gāo）溫，反複“閃蒸”能成功地清潔表麵（miàn），且避免玻璃表麵一些組成的擴散和揮發。不易揮發的油汙，可能受（shòu）熱分解而在表（biǎo）麵（miàn）殘留炭粒。

隻有高溫火焰如氫一空氣火焰，借助具有高熱能的氣體衝擊玻璃表（biǎo）麵的（de）油汙膜，將能量傳給油汙分子而有效地去除油汙膜。酒精焰不能（néng）使玻璃表麵獲得黑色嗬（hē）痕，煤氣和壓縮空（kōng）氣火焰可使玻璃表麵獲得痕黑色嗬痕。

3 有機溶（róng）劑蒸氣脫脂（zhī）

用有機溶劑（jì）蒸氣處理玻璃表（biǎo）麵，在15s-15min內能清除玻璃表麵的油脂（zhī）膜，可作為最後一道清洗工序。常用的有（yǒu）機化合（hé）物（wù）有乙醇、異丙醇、三氯乙烯、四氯化碳等。在異丙醇蒸氣（qì）中處理（lǐ）過的玻璃其靜摩擦係數為0.5～0.64，清潔效果好（hǎo）。在四氯化碳、三氯乙烯蒸氣中處理的玻璃（lí）其靜摩擦係數為0.35～0.39，但（dàn）這些溶劑中的氯與玻璃表麵的吸附水反應生（shēng）成鹽酸，鹽酸會瀝濾玻璃表麵的堿（jiǎn），所以用上述兩種溶劑（jì）蒸氣處理的玻璃表麵常有白粉狀（zhuàng）的附著物。用異丙醇（chún）蒸氣處理時，玻（bō）璃中的堿也會與醇分子（zǐ）中的OH一基團迅速反應，堿（jiǎn）被氫取代（dài）而（ér）從（cóng）玻（bō）璃表麵（miàn）移去，玻璃表麵形成矽膠層，這（zhè）是此法的缺點。

當玻璃（lí）表麵汙染比較嚴重時，在有機化合物蒸（zhēng）氣處理前，先用去垢劑洗（xǐ）滌，以縮短有機溶劑蒸氣的脫脂時間。此法處理後的玻璃（lí）帶靜電（diàn），易吸附灰塵，故必須在離子化的清潔空氣中處理，以消除靜電。

4 超聲波清洗

超聲波清洗（xǐ）是將玻（bō）璃放在裝有清洗液的不鏽鋼容器中，容器底部或側壁裝有換能器將（jiāng）輸人的（de）電磁振蕩轉（zhuǎn）換成機械振蕩，玻璃在低頻或高頻的超聲波振動下進行清洗。

低頻時（shí），振動液中的汽蝕將汙濁的玻璃表麵的粗粒除去。高汽蝕將損壞（huài）玻璃表（biǎo）麵，所以低頻（pín）時要小心地控製輸出功率。聲頻時（shí）清洗作用較緩和，可采用較大（dà）的功率。超聲波清洗每次操作時間為15s至幾分（fèn）鍾，此法得到的（de）靜摩擦係數為0.4。

5 輝光放電處理

將兩片玻璃夾起來，兩端夾人（rén）錫箔並（bìng）通電，即沿（yán）玻璃表麵放電，則可除去表麵上的異物。實際（jì）應用較多的為輝（huī）光放電，在氬、氧等氣體中放電電壓為500-5000v，產生等離子體，玻璃放（fàng）在等離子體中，受到輝光放電等離子體中（zhōng）電子、陽離子、受激原子（zǐ）和分子的轟擊（jī），使表麵變清潔。此法常用於鍍膜時玻璃（lí）基片的清潔處理。

6 紫外線輻照處理

利用（yòng）紫（zǐ）外線（xiàn）輻照玻（bō）璃表麵，使玻璃表麵的碳（tàn）氫化合物等汙物分（fèn）解，從而達到（dào）清潔目的。在空氣中用紫外線輻照（zhào）玻璃15h就能得到清潔的表麵。如果增加紫外線的（de）能量，用可產生臭氧波長的紫外線輻（fú）照玻璃Imin即可產生很好的效果，這是由於玻璃表麵的汙物受到紫外線激發而離解，並與臭氧中的（de）高活性原子態氧作用，生（shēng）成易（yì）揮發的H2O、CO2和N2，導致汙物被清（qīng）除。

7 離子轟（hōng）擊處理

離子轟擊或（huò）稱離（lí）子蝕刻、離子濺射，在表麵測試儀中常用來清潔樣品表麵（miàn）。常（cháng）用的濺射離子為Ar+，由離子槍加（jiā）速。濺射的Ar+可逐（zhú）步剝去表（biǎo）麵汙染物質，隨（suí）濺射時間的延長，剝去的表（biǎo）麵層深度也隨之增加。在利用（yòng）高能離子（zǐ）轟擊玻璃汙物的同時，也會使玻璃（lí）表麵（miàn）自身的一些組成蝕刻去，所以應（yīng）控製適當的濺（jiàn）射速度和濺射時間，以獲得清潔的玻（bō）璃表麵（miàn），又不致影響原有表麵的組成和結構。

8 幹冰清洗

此方法是20世紀80年代末開始應用的清（qīng）洗技術，目前國外在航空、汽車製（zhì）造、食品加工等工業方麵已廣泛應用。將幹冰顆粒磨（mó）成細粉，通過噴射清洗（xǐ）機與壓縮空氣混合，噴射到被清洗物品（pǐn）的表（biǎo）麵，起到（dào）類似（sì）刮刀的作用（yòng），將汙垢迅速剝離、清除。此法的優點是對環境沒有（yǒu）任何汙染，速（sù）度快、效率（lǜ）高、成本低、操作簡便，並（bìng）且在被清洗物表（biǎo）麵不殘留清洗介質，不需要進一（yī）步清洗與幹燥。在玻璃工（gōng）業的表麵清洗方麵很有應用前景。

9 綜合清潔處理

實際生產中，由於玻璃（lí）表麵的汙物不是一種類型，往往有多種組分（fèn）的汙物，所以一方（fāng）麵要根據汙物的類型來選擇清（qīng）洗劑；另一方麵（miàn）要提高清洗質量和清洗效率，常常不能采用單一清潔（jié）處理方（fāng）法，而是采用多種方法進行綜合處理。

對於生產不久，油膩、汙物比較少的玻璃（lí），可采用噴射（shè）清洗（xǐ）法。先噴自（zì）來水衝洗灰塵，再（zài）噴洗滌液清洗油（yóu）汙，然後噴熱水衝（chōng）去殘留（liú）的（de）洗（xǐ）滌液，最後用去離（lí）子水清洗。也可將噴射和擦洗結（jié）合起來，先噴（pēn）自來水衝洗浮灰，再噴洗滌液並用刷子擦洗，然（rán）後用水或熱水（shuǐ）衝洗，最後用去離子水清洗。

對於油汙（wū）比較多的玻璃，先用有機溶劑浸泡或用有機溶劑蒸氣脫脂，然後進行噴射清洗，除去灰塵等顆粒狀物，最後用軟化水或酒精衝洗。

對於貯（zhù）存時間較久、油汙比較多的玻璃（lí），先用酸浸泡，除去風化層，用水衝洗去除殘留酸，再用（yòng）堿性溶液或洗滌劑（jì），並配合刷洗、揩拭或超聲振動，以除去油汙，然後用（yòng）水衝洗去除殘留堿性溶液，最後用去離子水、軟化水或（huò）酒精衝洗。

清洗液之間彼此是不相容的，從一種清（qīng）洗液換成另一種清洗液之前，必須用水衝洗去除殘留清洗液以及表麵沉澱物，酸洗後再用堿洗，中間（jiān）必須先（xiān）用（yòng）水將酸衝洗幹淨，才能再用堿洗。

同時還要注（zhù）意清洗液之間的可（kě）溶（róng）混（hún）性，如用（yòng）水洗後再用有機溶劑洗時，必須（xū）考慮兩者之間能否（fǒu）混溶，通常由水換成（chéng）有機溶劑時，中間需加一種混溶的助溶劑，如用酒（jiǔ）精進行中間處理。

已經清潔好的玻璃應盡快進行加工處理，避免（miǎn）貯存時產生二次汙染。如必須貯存，應放置在封閉容器、保潔櫃、幹燥箱內（nèi）的架子上，防止玻璃吸附水分、灰（huī）塵和油汙（wū）。