[发明专利]基于方阻测量的激光清洗方法及激光清洗系统

说明书

本发明公开了一种基于方阻测量的激光清洗方法及激光清洗系统，方法中，安装激光清洗机和四探针探头以对准待清洗样品，四探针探头连接电阻仪，调节激光清洗机参数，基底样品和待清洗样品放置在三维平台上，四探针探头向下移动压紧样品表面，分别测量出基底样品和待清洗样品的方阻，记录探针压力和样品的表面温度，设定单次清洗的扫描次数，对样品进行n次激光清洗，n为自然数，等已清洗样品静置自然冷却后，在所述探针压力和所述表面温度下，电阻仪测量出激光清洗后样品的方阻，计算相对清洗率Φ，当相对清洗率Φ大于等于预定值时，判断为清洗干净；当相对清洗率Φ小于预定值，重复清洗直到Φ大于等于预定值，结束清洗。

技术领域

本发明属于激光清洗技术领域，特别是一种基于方阻测量的激光清洗方法及激光清洗系统。

背景技术

近年来，随着我国在环境保护方面的制度更加完善，人们对于环境保护的意识越来越强，这对工业清洗行业提出了更高的环保要求。传统的工业清洗方法往往污染大、劳动强度高、清洗精度低，严重阻碍了现代清洗技术的发展。而激光清洗作为近年来才兴起的清洗技术，因其具有环保、高效、节能和安全等技术特点，与化学清洗剂、超声波和机械方式等传统的清洗方法形成鲜明对比，其有望部分或完全替代传统清洗方法，成为当前最具潜力的绿色清洗技术。

激光清洗技术是利用激光光束具有能量密度高、方向可控和易传输等特性，使污染物与基体之间的结合力受到破坏或者直接使污染物汽化等方式进行脱污，降低污染物与基体的结合强度，进而达到清洗工件表面的目的。

激光清洗的过程十分复杂，主要清洗机制热膨胀、汽化、烧蚀和相爆炸等。对于不同的光源、基材、污染物等因素都会对清洗效果产生较大的影响。目前，市场上的激光清洗设备往往只能够对工件进行粗略的清洗，仅依靠操作者的经验和肉眼来判断清洗效果和质量，极易导致基材损伤。现有技术利用激光清洗过程中的光谱、声波、反射率等信号的变化对清洗效果进行监测，但这些方法往往成本高、系统复杂。

在背景技术部分中公开的上述信息仅仅用于增强对本发明背景的理解，因此可能包含不构成在本国中本领域普通技术人员公知的现有技术的信息。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提出一种基于方阻测量的激光清洗方法及激光清洗系统，快速无损的测量金属样品表面的方阻，通过测量清洗前后方阻，计算出相对清洗率来判断金属表面氧化物是否清洗干净，高效地监测激光清洗质量。

本发明的目的是通过以下技术方案予以实现，一种基于方阻测量的激光清洗方法包括以下步骤：

第一步骤中，安装激光清洗机和四探针探头以对准待清洗样品，四探针探头连接电阻仪，

第二步骤中，调节激光清洗机参数，所述参数包括激光清洗机的功率、脉冲宽度、脉冲重复频率、振镜扫描速度、物镜焦距和离焦量，

第三步骤中，基底样品和待清洗样品放置在三维平台上，四探针探头向下移动压紧样品表面，分别测量出基底样品和待清洗样品的方阻，记录探针压力和样品的表面温度，

第四步骤中，设定单次清洗的扫描次数，对样品进行n次激光清洗，n为自然数，

第五步骤中，等已清洗样品静置自然冷却后，在所述探针压力和所述表面温度下，电阻仪测量出激光清洗后样品的方阻，

第六步骤中，计算相对清洗率Φ：

其中R_a、R_b和R_n分别为基底样品的方阻值、待清洗样品的方阻值和第n次清洗后的方阻值，当相对清洗率Φ小于预定值，已清洗样品作为下一次的待清洗样品，重复第四步骤到第六步骤，直到Φ大于等于预定值，结束清洗。

所述的方法中，第一步骤中，四探针探头之间的间距均为2mm。