光學玻璃的表面清潔很重要

        能改變光的傳播方向，并能改變紫外、可見或紅外光的相對光譜分布的玻璃被稱之為光學玻璃。 由光學玻璃構(gòu)成的部件是光學儀器中的關(guān)鍵性元件。清潔程度對光學玻璃表面處理的產(chǎn)品質(zhì)量有很大的影響。因此表面處理前的清潔處理對于后續(xù)的玻璃表面處理工藝是非常重要的。

2 、 清潔處理方法

       清潔玻璃表面的方法很多，主要根據(jù)玻璃表面原有的污染程度、滿足后續(xù)的玻璃表面處理工藝以及終產(chǎn)品使用的目的要求，可選其中一種清潔方法，也可采用把幾種方法結(jié)合起來使用。

       玻璃表面清潔有原子級的清潔表面和工藝技術(shù)上的清潔表面兩種類型。原子級清潔表面需在超真空條件下進行，是特殊科學用途所要求的。一般只需要工藝技術(shù)上的清潔表面，來滿足對產(chǎn)品加工的要求。

常用的清潔處理方法有：

(1)  用溶劑清洗

常用的溶劑有水溶液（酸或堿溶液，洗滌劑水溶液等）；無水溶劑（乙醇、丙酮、乳化液等）。通常根據(jù)玻璃表面污染物的性質(zhì)來選擇溶劑的種類。

①  擦洗和浸洗

簡單的擦洗方法是用脫脂棉、鏡頭紙、橡皮輥或刷子，蘸水、酒精、去污粉、白堊等擦拭玻璃表面。擦洗時要防止將玻璃磨傷，同時要將表面殘余的去污粉、白堊用純水和乙醇清洗掉。

另一種常用方法是將玻璃放在裝有溶劑的容器中，進行浸泡清洗。浸泡一定時間后，用鑷子或其他特制夾具，將清洗過的玻璃取出，用純棉布擦干，此法所需設(shè)備簡單，操作方便，成本也較低。

用于清洗的有機溶劑有乙醇、丙酮、四氯化碳、三氯乙烯、異丙醇、甲苯等。

除了利用溶劑溶解污物外，還可利用、溶劑和玻璃表面的化學反應，以清洗表面，如采用酸洗和堿洗。實驗室常用的洗液為K 2 Cr 2 O 7 和H 2 SO 4 的混合液，能氧化玻璃表面油污，使油污從玻璃表面除去。鉻離子容易吸附在玻璃表面，除去比較困難，如要防止鉻離子吸附，可改用硫酸和硝酸的混合液來清洗玻璃表面。除氫氟酸外，混合酸加熱到60～85℃時效果較好。如玻璃表面風化，已形成高硅層，此時需在清洗液中加人一定比例的氫氟酸，例如用硝酸和氫氟酸的混合液，可消除風化層。對中鉛玻璃、高鉛玻璃以及含氧化鋇的玻璃，不適合采用酸清洗，以防止酸對玻璃表面的侵蝕。

采用NaOH、Na 2 CO 3 等堿性溶液，能較好地清除玻璃表面油脂和類油脂，使這些脂類皂化成脂肪酸鹽，然后再用水洗去。但浸泡時間不宜長，除去表面污染物層就終止，避免玻璃表面受堿侵蝕形成凹凸不平層。

②  噴射清洗

為了提高清洗效率，生產(chǎn)中常用噴射清洗的方法，利用運動流體施加于玻璃表面上污染物，以剪切力來破壞污染物與玻璃表面的粘附力，污染物脫離玻璃表面再被流體帶走。通常采用一種扇形噴嘴，噴嘴安裝接近玻璃處，與玻璃表面之間的距離不超過噴嘴直徑的100倍，噴射壓力為350kPa，壓力愈大，清洗效果愈好。考慮到降低成本，一般先后使用熱水、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

加熱處理是比較簡單的表面清潔方法，可使玻璃表面粘附的有機污物和吸附的水分除去，如在真空下加熱，效果更好。一般玻璃加熱清潔處理的溫度為100~400℃，在超真空下加熱到450℃，可得到原子級的清潔表面。

加熱方法可用電阻絲式高溫火焰。采用重復“閃蒸法”，即在短周期(幾秒鐘)加到高溫，反復“閃蒸"能成功地清潔表面又避免玻璃表面一些組成的擴散和揮發(fā)。不易揮發(fā)的油污，可能受熱分解而在表面殘留碳粒。只有高溫火焰，如氫－空氣火焰，借具有高熱能的氣體沖擊玻璃表面的油污膜，把能量傳給油污分子而有效地去除油污膜。酒精焰不能使玻璃表面獲得黑色呵痕，煤氣和壓縮空氣火焰，可使玻璃表面獲得痕黑色呵痕。

(3)  有機溶劑蒸氣脫脂

用有機溶劑蒸氣處理玻璃表面，在15s～15min內(nèi)能清除玻璃表面的油脂膜，可作為后一道清洗工序。常用的有機化合物有乙醇、異丙醇、三氯乙烯、四氯化碳等。在異丙醇蒸氣中處理過的玻璃靜摩擦系數(shù)為0、5～0、64，清潔效果好。在四氯化碳、三氯乙烯蒸氣中處理的玻璃靜摩擦系數(shù)為0、35～0、39，但這些溶劑中氯與玻璃表面的吸附水反應生成鹽酸，鹽酸會瀝濾玻璃表面的堿，所以用上述兩種溶劑蒸氣處理的玻璃表面常有白粉狀的附著物。用異丙醇蒸氣處理時，玻璃中堿也會與醇分子中的OH－基團迅速反應，堿被氫取代而從玻璃表面移去，玻璃表面也形成硅膠層，這是此法的缺點。當玻璃表面污染比較嚴重時，在有機化合物蒸汽處理前，先用去垢劑洗滌，以縮短有機溶劑蒸汽脫脂時間。此法處理后的玻璃帶靜電，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

超聲波清洗是將玻璃放在裝有清洗液的不銹鋼容器中，容器底部或側(cè)壁裝有換能器將輸入的電振蕩換成機械振蕩，玻璃在低頻(20～100kHz)或高頻(1MHz)的超聲波振動下進行清洗。低頻時，振動液中的氣蝕將污濁的玻璃表面的粗粒除去。高氣蝕將損壞玻璃表面，所以低頻時要小心地控制輸出功率。聲頻時清洗作用較緩和，可用較大的功率。超聲波清洗每次操作時間為15秒到幾分鐘。此法得到靜摩擦系數(shù)為0、4。

(5)  綜合清潔處理

實際生產(chǎn)中，由于玻璃表面的污物不是一種類型，往往有多種組分的污物，所以一方面要根據(jù)污物的類型來選擇清洗劑，另一方面要提高清洗質(zhì)量和清洗效率，常常不能采用單一清潔處理方法，而是采用多種方法進行綜合處理。對于生產(chǎn)不久，油膩、污物比較少的玻璃，可采用噴射清洗法，先噴自來水，沖洗灰塵，再噴洗滌液，清洗油污，然后再噴熱水，沖去殘留的洗滌液，后再用去離子水清洗。也可將噴射和擦洗結(jié)合起來，先噴自來水，沖洗浮灰，再噴洗滌液并用刷子擦洗，然后用水或熱水沖洗，后再用去離子水清洗。對于油污比較多的玻璃，先用有機溶劑浸泡或用有機溶劑蒸氣脫脂，然后進行噴射清洗，除去灰塵等顆粒狀物，后用軟化水或酒精沖洗。儲存時間比較久，油污又比較多的玻璃，先要用酸浸泡，除去風化層，用水沖洗去殘留酸，再用堿性溶液或洗滌劑，并配合刷洗、揩拭或超聲振動，以除去油污，然后用水沖洗去殘留堿性溶液，后用去離子水、軟化水或酒精沖洗。

清洗液之間往往彼此是不相容的，從一種清洗液換成另一種清洗液之前，必須用水沖洗去殘留清洗液以及表面上沉淀物，酸洗后再用堿洗后，中間必須先用水將酸沖洗干凈，才能再用堿洗。同時還要注意清洗液之間可溶混性，如從水洗后再用有機溶劑洗時，必須考慮兩者之間能否混溶，通常由水換成有機溶劑時，中間需加一種混溶的助溶劑，如用酒精進行中間處理。

已經(jīng)清潔好的光學玻璃，應盡快進行加工處理，避免儲存時產(chǎn)生再次污染。如必須儲存，應放置在封閉容器、保潔柜、干燥箱內(nèi)的架子上，防止玻璃吸附水分、灰塵和油污。