Teicneòlas glanaidh laser’S e tagradh soirbheachail a th’ ann an teicneòlas leusair ann an raon innleadaireachd. Bidh a phrionnsapal bunaiteach a’ cleachdadh dùmhlachd lùtha àrd leusairean gus eadar-obrachadh a chomasachadh eadar gathan leusair agus truailleadh a tha a’ cumail ri bun-stuthan pìos-obrach. Tha truailleadh air an sgaradh bho na bun-stuthan tro leudachadh teirmeach sa bhad, leaghadh, luaineachadh gas agus dòighean eile. Le èifeachdas àrd, càirdeil don àrainneachd agus glèidhteachas lùtha, chaidh teicneòlas glanadh leusair a chleachdadh gu soirbheachail ann an glanadh molltair taidhrichean, toirt air falbh peant bodhaig itealain, ath-nuadhachadh seann stuthan cultarail agus raointean eile.
Tha teicneòlasan glanaidh traidiseanta a’ toirt a-steach glanadh frith-bhualaidh meacanaigeach (spreadhadh-gainmhich, glanadh uisge-spreadhaidh àrd-bhruthadh, msaa.), glanadh creimeadh ceimigeach, glanadh ultrasonach, glanadh deigh tioram agus barrachd. Tha na teicneòlasan seo air an cleachdadh gu farsaing thar ghnìomhachasan. Mar eisimpleir, faodaidh spreadhadh-gainmhich spotan meirge meatailt, burrs uachdar agus còmhdach co-chòrdail a thoirt air falbh air bùird cuairteachaidh le bhith a’ taghadh stuthan sgrìobach de dhiofar chruas. Tha glanadh creimeadh ceimigeach air a chleachdadh gu farsaing airson sgèile ola uachdar uidheamachd a thoirt air falbh, glanadh sgèile boiler agus fosgladh phìoban ola. Ged a tha eas-bhuannachdan follaiseach aig dòighean traidiseanta aibidh: bidh spreadhadh-gainmhich a’ dèanamh cron air uachdaran air an làimhseachadh gu furasta, agus bidh glanadh creimeadh ceimigeach ag adhbhrachadh truailleadh àrainneachdail agus faodaidh e bun-stuthan a chreimeadh mura tèid an obrachadh gu ceart. Tha nochdadh glanadh leusair a’ comharrachadh ar-a-mach ann an teicneòlas glanaidh. Le bhith a’ cleachdadh dùmhlachd lùtha àrd leusairean, mionaideachd agus tar-chur èifeachdach, tha glanadh leusair a’ dèanamh nas fheàrr na dòighean traidiseanta ann an èifeachdas glanaidh, mionaideachd agus suidheachadh. Bidh e a’ cuir às do thruailleadh àrainneachdail bho ghlanadh ceimigeach agus chan eil e ag adhbhrachadh milleadh sam bith air bun-stuthan.
Prionnsabalan Glanadh Leusair
Dè dìreach a th’ ann an glanadh leusair? Tha e a’ toirt iomradh air a’ phròiseas a bhith a’ toirt air falbh stuthan bho uachdaran cruaidh (no uaireannan leaghaidh) tro rèididheachd gathan leusair. Aig sruth-ghnìomh ìosal leusair, bidh lùth leusair a thèid a ghabhail a-steach a’ teasachadh stuthan, ag adhbhrachadh falmhachadh no fo-shruthadh. Aig sruth-ghnìomh àrd leusair, mar as trice bidh stuthan ag atharrachadh gu plasma. Mar as trice bidh glanadh leusair a’ cleachdadh leusairean cuisleach airson stuthan a thoirt air falbh, ged a dh’ fhaodas gathan leusair tonn-leantainneach stuthan a thoirt air falbh aig dian gu leòr. Bithear a’ cleachdadh leusairean excimer ultraviolet domhainn, le tonnan-fada timcheall air 200 nm, sa mhòr-chuid airson photoablation.
Doimhneachd anlùth leusairTha an glacadh agus an ìre stuth a thèid a thoirt air falbh gach cuisle an urra ri feartan optigeach an stuth, a bharrachd air tonn-fhaid an leusair agus fad na cuisle. Tha an ìre iomlan de mhais a thèid a thoirt air falbh bho thargaid gach cuisle air a mhìneachadh mar an ìre toirt air falbh. Bidh feartan rèididheachd leusair leithid astar sganaidh agus còmhdach loidhne a’ toirt buaidh mhòr air a’ phròiseas toirt air falbh.
Seòrsachan Teicneòlas Glanadh Leusair
1) Glanadh Tioram Leusair
Tha glanadh tioram leusair a’ toirt a-steachrèididheachd leusair cuisleach dhìreach air pìosan obrach. Bidh truailleadh no fo-stratan a’ gabhail a-steach lùth leusair, ag àrdachadh an teòthachd agus ag adhbhrachadh leudachadh teirmeach no crith teirmeach fo-strat, a tha a’ sgaradh truailleadh bho fho-stratan. Bidh e a’ tachairt ann an dà shuidheachadh: bidh truailleadh uachdar a’ gabhail a-steach lùth leusair agus a’ leudachadh, no bidh fo-stratan a’ gabhail a-steach lùth agus a’ crith gu teirmeach.
Ann an 1969, fhuair SM Bedair et al. a-mach gu robh crìochan aig làimhseachadh uachdar àbhaisteach (làimhseachadh teas, creimeadh ceimigeach, gainmheach-spreadhadh). Chunnaic iad gum b’ urrainn don dùmhlachd lùtha àrd de leusairean fòcasach stuthan uachdar a ghalachadh gun mhilleadh a dhèanamh air bun-stuthan. Dhearbh deuchainnean gum b’ urrainn do leusair ruby le tionndadh Q le dùmhlachd cumhachd de 30 MW / cm² truailleadh a ghlanadh bho uachdar silicon gun mhilleadh a dhèanamh air an t-substrate, a’ comharrachadh a’ chiad uair a chaidh glanadh tioram leusair a chur an gnìomh.
Faodar an ìre glanaidh iomlan a chur an cèill tro ìre dealachaidh sprùilleach film, mar a chithear gu h-ìosal:
(Foirmle: ε—clàr-amais lùth cuisle laser; h—clàr-amais tighead film truailleadh; E—clàr-amais modulas leaghan film)
2) Glanadh Fliuch Leusair
Mus tèid rèididheachd leusair cuisleach a chleachdadh, thèid film leaghaidh a chur ro-làimh air uachdar a’ phìos obrach. Bidh lùth an leusair a’ teasachadh agus a’ ceòthachadh an fhilm gu luath, a’ gineadh tonn clisgeadh sa bhad a bhios a’ dealachadh mìrean truaillidh bhon t-substrate. Chan eil feum aig an dòigh seo air ath-bhualadh ceimigeach sam bith eadar an t-substrate agus am film leaghaidh, agus mar sin a’ cuingealachadh nan stuthan a ghabhas cleachdadh.
Ann an 1991, bhruidhinn K. Imen et al. air truailleadh fo-mhicron a bha air fhàgail air uaifearan leth-chonnsachaidh agus meatailtean às dèidh glanadh àbhaisteach. Chòmhdaich iad bun-stuthan le film a ghabhadh a-steach leusair agus chuir iad laser CO₂ air. Ghlac am film lùth, theasachadh e gu luath, ghoil e agus chaidh e tro ghalachadh spreadhaidh, a’ toirt air falbh truailleadh uachdar - tha seo a’ mìneachadh glanadh fliuch leusair.
3) Glanadh Tonn-chrith Plasma Laser
Bidh tonnan clisgeadh plasma leusair a’ cruthachadh nuair a bhios leusairean ag ianachadh èadhair gu tonnan clisgeadh plasma cruinn rè rèididheachd. Bidh na tonnan clisgeadh seo a’ bualadh air fo-stratan, a’ leigeil ma sgaoil lùth gus truailleadh a thoirt air falbh gun mhilleadh a dhèanamh air an fho-strat (chan eil leusairean ag eadar-obrachadh gu dìreach le fo-stratan). Bidh an teicneòlas seo a’ glanadh mìrean cho beag ri deichean de nanomeatairean agus chan eil e a’ cur bacadh sam bith air tonn-fhaid leusair.
Tha geàrr-chunntas air prionnsabalan fiosaigeach glanadh plasma mar a leanas:
a) Tha gathan laser air an gabhail a-steach leis an t-sreath thruailleadh air uachdar an targaid.
b) Bidh gabhail a-steach lùtha àrd a’ cruthachadh plasma a tha a’ leudachadh gu luath (gas neo-sheasmhach air a ianachadh gu mòr), a’ gineadh tonnan clisgeadh.
c) Bidh tonnan-clisgidh a’ briseadh sìos agus a’ toirt air falbh truailleadh.
d) Feumaidh cuislean laser a bhith goirid gu leòr gus casg a chur air cruinneachadh teas a nì cron air an t-substrate.
e) Tha deuchainnean a’ sealltainn gu bheil plasma a’ cruthachadh air uachdar meatailt nuair a bhios ocsaidean an làthair.
Chan eil gineadh plasma a’ tachairt ach os cionn stairsneach dùmhlachd lùtha, a tha an urra ris an t-sreath truailleadh no ogsaid a tha ri thoirt air falbh. Tha dàrna stairsneach nas àirde ann, agus tha an t-substrate air a mhilleadh nas fhaide na sin. Gus dèanamh cinnteach à glanadh èifeachdach gun mhilleadh air an t-substrate, feumar paramadairean an leusair atharrachadh gus dùmhlachd lùtha cuisle a chumail eadar an dà stairsneach.
Ann an 2001, chleachd JM Lee et al. tonnan-clisgeadh plasma bho leusairean àrd-chumhachd. Rinn leusair cuisleach le dùmhlachd lùtha de 2.0 J/cm² (fada nas àirde na stairsneach milleadh silicon) rèididheachd air uaifearan silicon aig an aon àm, a’ toirt air falbh mìrean tungsten 1 μm gu soirbheachail. Gu teann, ’s e fo-sheata de ghlanadh tioram a th’ ann an glanadh tonn-clisgeadh plasma leusair.
Chaidh na trì teicneòlasan glanaidh laser seo, a chaidh an leasachadh an toiseach gus mìrean beaga bìodach a thoirt air falbh bho uaifearan leth-chonnsachaidh, a leudachadh gu glanadh molltair taidhrichean, toirt air falbh peant craiceann itealain, ath-nuadhachadh fuigheall cultarail agus barrachd. Faodar gas neo-ghnìomhach a shèideadh air fo-stratan rè rèididheachd laser gus truailleadh sgaoilte a thoirt air falbh sa bhad, a’ cur casg air ath-thruailleadh agus oxidation.
Cleachdaidhean Teicneòlas Glanadh Leusair
1) Gnìomhachas Leth-sheoltairean: Glanadh Uaifearan Leth-sheoltairean agus Fo-stratan Optaigeach
Bidh uaifearan leth-sheoltaiche agus bun-stuthan optaigeach a’ dol tro cheumannan giollachd co-ionann (gearradh, bleith) gus na cumaidhean a tha thu ag iarraidh a chruthachadh, a’ toirt a-steach truailleadh mìreanach a tha duilich a thoirt air falbh agus a tha buailteach do ath-thruailleadh. Bidh truailleadh air uaifearan a’ lagachadh càileachd clò-bhualaidh chuairtean agus a’ giorrachadh fad-beatha sliseagan. Air bun-stuthan optaigeach, bidh iad a’ lughdachadh coileanadh innealan optaigeach agus còmhdach, ag adhbhrachadh sgaoileadh lùtha neo-chothromach agus fad-beatha seirbheis nas lugha.
Is ann ainneamh a thathas a’ cleachdadh glanadh tioram leusair an seo air sgàth cunnartan milleadh air an t-substrate, agus tha grunn thagraidhean soirbheachail aig glanadh fliuch agus glanadh tonn-clisgeadh plasma. Chuir Xu Chuanyi et al. peant magnetach air sgèile micron mar fhilm dielectric air substrates optigeach rèidh, a’ coileanadh glanadh leusair cuisleach èifeachdach. Ged a mheudaich mìrean neo-ghlainead iomlan, lùghdaich am meud agus an còmhdach gu mòr. Rinn Zhang Ping sgrùdadh air buaidh astar obrach agus lùth leusair air èifeachdas glanaidh airson mìrean de dhiofar mheudan. Sheall deuchainnean gun do choilean leusair 240 mJ an glanadh as fheàrr de ghràinean polystyrene air glainne giùlain aig astar obrach 1.90 mm. Leasaich èifeachdas glanaidh le lùth leusair nas àirde, agus bha mìrean nas motha nas fhasa a thoirt air falbh.
2) Gnìomhachas Meatailt: Glanadh Uachdar Meatailt
Bidh glanadh uachdar meatailt ag amas air truailleadh macrascopigeach: sreathan ocsaid/meirg, peant, còtaichean agus ceanglaichean eile, air an seòrsachadh mar thruailleadh organach (peant, còtaichean) no neo-organach (meirg). Bidh an glanadh a’ coinneachadh ri riatanasan giollachd/cleachdaidh às dèidh sin: me, a’ toirt air falbh sreathan ocsaid 10 μm de thighead bho aloidhean titanium mus tèid an tàthadh, a’ rùsgadh peant bho chraiceann itealain airson ath-pheantadh, agus a’ glanadh fuigheall rubair bho mhullaichean taidhrichean gus dèanamh cinnteach à càileachd toraidh agus fad-beatha a’ mhullaich.
Tha stairsnich milleadh nas àirde aig meatailtean na na stairsnich glanadh thruailleadh aca, a’ comasachadh glanadh èifeachdach le lasers le cumhachd iomchaidh. Am measg nan tagraidhean aibidh tha: sheall Wang Lihua et al. gun do thog laser 5.1 J/cm² sreathan ogsaid bho aloi alùmanum A5083-111H fhad ‘s a bha e a’ gleidheadh càileachd an t-substrate, agus ghlan laser cuisleach 100 W sreathan ogsaid aloi titanium gu h-èifeachdach agus leasaich e cruas uachdar. Bidh luchd-saothrachaidh dachaigheil (Raycus Laser, Han's Laser, Shenzhen Chuangxin) a’ toirt seachad uidheamachd glanadh laser gu farsaing airson molltairean rubair, meirg meatailt agus toirt air falbh ola phàirtean.
3) Glèidhteachas Seann Rudan Cultarail: Glanadh Seann Rudan Cultarail agus Seann Rudan Pàipeir
Bidh salachar, stainean inc agus truailleadh eile a’ cruinneachadh ann an seann stuthan meatailt is cloiche thar ùine, agus feumar an toirt air falbh gus an coltas tùsail aca a thoirt air ais. Bidh molltair agus plaicean a’ fàs air seann stuthan pàipeir (peantaidhean, caligrafaireachd) nuair a thèid an stòradh gu ceàrr, agus tha sin a’ dèanamh cron mòr air an staid agus an luach cultarail/eachdraidheil.
Dhearbh Zhao Ying et al. glanadh leusair UV air plaicean molltair air pàipear rìs: thug aon sganadh aig 3.2 J/mm² air falbh plaicean tana, agus thug dà sganadh air falbh gu tur; rinn cus lùth leusair cron air a’ phàipear. Shoirbhich le Zhang Xiaotong artaifeact umha òir-bhuidhe a thoirt air ais a’ cleachdadh an dòigh fliuch leusair. Chuir Zhang Licheng glanadh leusair an sàs ann am figear crèadhadaireachd boireann peantaichte bho Rìoghachd Han. Rinn Yuan Xiaodong et al. measadh air èifeachdas glanadh leusair airson seann stuthan cloiche, a’ dèanamh coimeas eadar milleadh air an t-substrate agus èifeachdas toirt air falbh inc, ceò agus stains peant air clach-ghainmhich.
Co-dhùnadh
Tha glanadh leusair na theicneòlas adhartach le cothroman rannsachaidh is tagraidh farsaing ann an aerospace, uidheam armachd, electronics agus raointean àrd-chruinneas eile. Air aibidh ann an iomadh gnìomhachas air sgàth a èifeachdais, a chàirdeas don àrainneachd agus toraidhean glanaidh nas fheàrr, tha na tagraidhean aige a’ sìor leudachadh. A bharrachd air toirt air falbh peant is meirg a tha air a bhith ann, tha adhartasan o chionn ghoirid a’ toirt a-steach glanadh leusair de shreathan ocsaid air uèirichean meatailt. Tha leasachadh san àm ri teachd an urra ri leudachadh thagraidhean a th’ ann mar-thà, a’ dol a-steach do raointean ùra agus uidheamachd ùr-ghnàthach:
- Neartaich rannsachadh teòiridheach gus stiùireadh a thoirt do thagraidhean practaigeach. Tha rannsachadh làithreach an urra gu mòr ri deuchainnean, agus chan eil frèam teòiridheach aibidh ann. Tha e deatamach frèam mar sin a stèidheachadh airson aibidh teicneòlach.
- Leudaich tagraidhean ann an raointean a th’ ann mar-thà agus raointean ùra. Aibidh ann an toirt air falbh peant/meirg, tha cleachdaidhean ùra a’ toirt a-steach glanadh ocsaid uèir meatailt, a’ toirt seachad talamh torrach airson fàs.
- Uidheam glanaidh leusair ùr a leasachadh, a’ dol an sàs ann an innealan uile-choitcheann ioma-adhbhar (me, toirt air falbh peant/meirg còmhla) agus innealan sònraichte (me, uidheaman/snàithleanan gnàthaichte airson àiteachan cuibhrichte). Tha fèin-ghluasad iomlan tro amalachadh le robotaichean gnìomhachais na stiùireadh gealltanach.
Àm puist: 14 Cèitean 2026
