在光學(xué)冷加工中，超聲波清洗是如何實現(xiàn)洗凈目的的呢？一般來說，清洗工藝主要以干燥的方式命名，如 IPA 工藝，是指利用 IPA（異丙醇）蒸汽進(jìn)行脫水干燥的清洗工藝，純水工藝是指利用熱純水慢提拉或冷純水甩干的方式進(jìn)行干燥的清洗工藝。當(dāng)然，還有其他的命名方式。經(jīng)過不斷的變化、發(fā)展，光學(xué)冷加工中的清洗工藝主要以 IPA 工藝和純水工藝為主。

　　IPA干燥

　　IPA 工藝包括四個流程：洗滌、漂洗、脫水、干燥。

　　因為洗滌過程分溶劑清洗和水基清洗，所以有不同的工藝：有先進(jìn)行溶劑清洗、溶劑蒸汽干燥再進(jìn)行水基清洗；也有先進(jìn)行溶劑清洗，再用乳化劑溶解溶劑，再進(jìn)行水基清洗的。顯然，后者在流程上更流暢、緊湊，對設(shè)備要求也簡單。經(jīng)過洗滌后的鏡片表面不會有結(jié)合牢固的污垢，僅可能有一些清洗劑和松散污垢的混合物。

　　我們知道，無機(jī)光學(xué)玻璃是一種過冷的熔融態(tài)物質(zhì)，沒有固定的分子結(jié)構(gòu)，它的結(jié)構(gòu)式可描述為二氧化硅和某些金屬氧化物形成的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。其骨架結(jié)構(gòu)為鍵能很大的硅氧共價鍵，外圍是鍵能小、易斷裂的氧與金屬離子形成的離子鍵。在洗滌時，由于超聲場和化學(xué)洗劑的共同作用，某些硅氧鍵含量少或者外圍鍵能特別小的的材料易于在清洗過程中發(fā)生變化而導(dǎo)致洗滌效果不良。所以，選擇性能溫和的洗劑、合適的洗劑濃度、溫度、超聲功率、洗滌時間對保證鏡片的清洗質(zhì)量十分重要。

　　利用流水將洗滌后鏡片表面的洗劑和污物溶解、排除的過程稱為漂洗。影響漂洗效果的因素有以下幾個：洗劑的漂清性能，漂洗水的純度、溫度以及流動性、超聲波頻率等。一般在 40KHz 時，在常溫下，電導(dǎo)率為 0.1μs/m 的純水可以保證漂洗的要求。

　　經(jīng)過漂洗后的鏡片表面的潔凈度應(yīng)和漂洗水潔凈度一致。當(dāng)它進(jìn)入 IPA 后，雖然 IPA能和純水進(jìn)行無限度的相混溶，但在超聲波的作用下，這種混溶能進(jìn)行得更快速、徹底，從而使得鏡片表面的狀態(tài)和混溶后 IPA 相同。這一過程稱為脫水。所以影響脫水的主要因素是IPA 的純度、超聲波頻率、脫水時間。一般 IPA 的最低濃度要高于 97%。

　　脫水后的鏡片進(jìn)入 IPA 蒸汽槽干燥。蒸汽槽的結(jié)構(gòu)大體如下：槽體下部為 IPA 液體，四周是高沸點(diǎn)油加熱腔，上部是由若干圈冷凝管圍繞成的冷凝區(qū)，冷凝管內(nèi)是由冷水機(jī)提供的循環(huán)冷水，鏡片由鏈條驅(qū)動的托架帶動在干燥槽內(nèi)運(yùn)行。干燥的原理及過程如下：蒸汽槽IPA 在高溫油的加熱下沸騰，蒸汽向上進(jìn)入冷凝區(qū)，在冷凝區(qū)形成濃度、溫度相對穩(wěn)定的蒸汽區(qū)，脫水后表面附有液體 IPA 的鏡片進(jìn)入蒸汽區(qū)時，蒸汽區(qū)的蒸汽在低溫的鏡片表面冷凝液化，沖刷鏡片表面，如同“淋浴“，當(dāng)鏡片表面溫度和蒸汽溫度相同時，已不再附有液態(tài)IPA，而全轉(zhuǎn)化為 IPA。此時，鏡片在托架的帶動下上升回到冷凝區(qū)，在這一過程中，由于溫度的漸低，鏡片表面 IPA 蒸汽冷凝液化，液化的 IPA 一部分在表面張力和重力的作用下離開鏡片，一部分在夾具散熱時揮發(fā)離開鏡片表面，經(jīng)以上過程后，鏡片表面得到干燥。由此可見，影響干燥的因素很多：IPA 的純度、干燥位置、鏈條的提升速度、冷水機(jī)的水溫、冷凝行程的長短、干燥時間、夾具材料、形狀的選用等等。