강철 표면 페인트 청소용 20w UV 레이저 마킹 소스

성과 소개: Harbin Institute of Technology의 학자들은 환경 친화적인 나노 자외선(UV) 레이저를 사용하여 AH36 강철 표면의 페인트에 레이저 세정을 혁신적으로 적용했습니다. 이 UV 레이저를 세척에 사용할 수 있는 가능성을 혁신적으로 제안하고 실험적으로 검증했으며 이론 모델을 사용하여 추가 검증을 수행했습니다. 레이저 클리닝 후 표면 품질을 특성화했습니다. 표면 미세 경도, 인장 강도 및 굽힘 강도와 같은 기계적 특성을 특성화했습니다. 결과는 레이저 클리닝이 해양 공학에서 전통적인 페인트 제거를 대체하는 수단으로서 매우 중요한 이점이 있음을 보여줍니다.

1. 배경 소개

표면 세정은 지난 수십 년 동안 특히 항공 우주, 해양 공학, 마이크로 전자 공학 및 의학 분야에서 많은 관심을 받아 왔습니다. 살아있는 유기체 표면의 오염 물질은 표면에 존재하는 산화물, 페인트, 폴리머, 코팅, 미생물 및 미립자에 지나지 않습니다. 바다를 항해하는 선박은 주로 바닷물에 의한 부식이 심하기 때문에 큰 관심을 받고 있습니다. 이 때문에 선박은 일정 기간 사용 후 표면 도료층을 제거함과 동시에 새 도료를 유지보수하는 과정을 거쳐야 하는 경우가 많다. 특히, 위의 프로세스 작업 각각은 연간 예산에서 수십억 달러를 소비한다는 점에 유의하는 것이 중요합니다. 그러므로, 다시 코팅하여 용기의 수명을 연장하기 위해 기판 표면에서 페인트를 제거하는 것이 중요합니다. 기존 연구를 살펴보면 기계적 및 화학적 세척 방법을 포함한 전통적인 표면 세척 방법이 현재 가장 일반적인 방법입니다. 그러나 이러한 수단의 문제점은 공기와 물을 오염시키거나 2차 오염 폐기물을 발생시킨다는 점이다. 이러한 고려를 바탕으로 떠오르는 표면 세정 기술인 레이저 세정 기술은 기존의 세정 기술을 대체하는 가장 진보된 기술로 간주됩니다. 청소 중인 물체. (이를 포함하되 이에 국한되지 않음) 우수한 가소성 및 강도에 따라, AH36강의 높은 기계적 특성과 가벼운 무게를 동반하는 AH36강은 해양 공학에 널리 사용됩니다. 그러나 이 강재의 수명은 사용되는 해양환경에 크게 영향을 받으며, 해양환경에 존재하는 다수의 부식성이 강한 이온과 미생물이 상승적으로 작용하여 강철 기질. 코팅 벗겨짐. 그 직후 강철 매트릭스 표면의 내부 층도 거친 바다에 노출되면 계속해서 파손되기 시작합니다. 따라서 표면 손상 페인트 및 오염된 기판 표면을 제거할 수 있으므로 표면 청소가 필요합니다. 레이저 클리닝 페인트에 대한 많은 작업이 있었습니다. 1974년, JA Fox는 페인트 제거를 위한 Q 스위치 레이저의 사용을 개척했습니다. 강렬한 레이저 광자 유도 스트레스 하에서 표면의 페인트 층이 효과적으로 제거될 수 있는 것으로 보고되었습니다. 또한 K.Liu 및 F.Garmire et al. Depainting을 위해 다른 유형의 레이저와 다른 펄스 폭을 사용했습니다. Q 스위치 모드의 Nd:YAG 레이저는 CO2 레이저, 엑시머 레이저 및 CW 레이저와 같은 다른 레이저보다 페인트 제거에 더 효과적이라고 보고되었습니다. Chen 등의 연구는 또한 전통적인 세척 기술에 비해 레이저 세척을 사용하면 2차 오염과 같은 주요 단점을 극복한다고 지적했습니다. Depainting을 위해 다른 유형의 레이저와 다른 펄스 폭을 사용했습니다. Q 스위치 모드의 Nd:YAG 레이저는 CO2 레이저, 엑시머 레이저 및 CW 레이저와 같은 다른 레이저보다 페인트 제거에 더 효과적이라고 보고되었습니다. Chen 등의 연구는 또한 전통적인 세척 기술에 비해 레이저 세척을 사용하면 2차 오염과 같은 주요 단점을 극복한다고 지적했습니다. Depainting을 위해 다른 유형의 레이저와 다른 펄스 폭을 사용했습니다. Q 스위치 모드의 Nd:YAG 레이저는 CO2 레이저, 엑시머 레이저 및 CW 레이저와 같은 다른 레이저보다 페인트 제거에 더 효과적이라고 보고되었습니다. Chen 등의 연구는 또한 전통적인 세척 기술에 비해 레이저 세척을 사용하면 2차 오염과 같은 주요 단점을 극복한다고 지적했습니다.

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그러나 현재의 레이저 클리닝, 주로 적외선 대역의 나노초 레이저는 일반적으로 열 유도 결함을 이용합니다. 즉, 물체 표면에 재주조 층과 열 영향부가 형성됩니다. 반면에 UV 레이저는 광자 에너지와 이에 상응하는 분자 결합의 붕괴에 의존하기 때문에 이러한 문제를 피할 수 있습니다. 저자가 아는 한, 페인트 층을 제거하기 위해 UV 레이저를 사용하는 연구는 없습니다. 더 중요한 것은 세척 효과에 대한 해당 프로세스 매개변수의 영향도 명확하지 않다는 것입니다. 본 연구에서는 하얼빈 공과대학의 학자들이 처음으로 UV 레이저를 이용하여 페인트를 제거하는 연구를 진행하였고, 레이저 에너지를 변화시켜 연구를 진행하였다. 또한, 세척된 샘플은 금속학에서 테스트되었으며,

2. 레이저 클리닝 메커니즘

이 실험에서는 Jiangsu Laser Alliance의 계열사인 Huari에서 생산한 자외선 레이저를 사용했습니다. 작용 메커니즘은 일반적으로 레이저 클리닝 과정에서 광화학적 상호 작용, 즉 UV 레이저에 의해 방출되는 광자의 에너지가 재료 내부의 분자 결합 에너지보다 훨씬 크다고 일반적으로 믿어집니다. 차례로 분자를 더 파괴합니다. 본딩.

3. 실험결과

나노초 UV 레이저를 혁신적으로 사용하여 AH36 기판의 페인트 층을 레이저 박리합니다. 이 혁신적인 실험은 AH36 강철 표면 페인트의 UV 레이저 세척의 실현 가능성과 효율성은 물론 광열 및 광화학적 상호 작용과 같은 UV 레이저의 기본 상호 작용 메커니즘을 이론적 및 실제적으로 입증했습니다. 온도와 레이저 에너지의 관계를 설명하기 위해 열역학 모델을 수립한 결과, 레이저 클리닝의 임계값은 4.65 J/cm exp(2)로 이론값(이론값은 5 J)에 매우 근접했습니다. /cm exp( 2)). 동시에 이러한 차이의 존재가 논의된다. 레이저 세정 전후의 표면 형태, 화학적 조성 및 기계적 성질도 SEM으로 자세히 평가하였고, EDS, 광학 프로파일러 및 기계적 특성 테스트 방법. SEM 테스트 후, 다양한 레이저 에너지 입력 조건에서 표면에 몇 가지 전형적인 주름 모양, 구덩이 및 원형 미세 구조가 있습니다. 기계적 특성과 관련하여 UV 레이저로 페인트를 제거하면 표면 미세 경도, 인장 강도 및 굴곡 강도가 크게 향상될 수 있습니다. 이는 UV 레이저로 표면을 세척하는 동안 경험하는 급속한 용융 및 응고로 인해 높은 전위 밀도와 함께 둥글고 주름진 형태의 미세 구조가 생성되기 때문입니다. 따라서 이 고급 UV-나노초 레이저 세정 기술은 환경 친화적일 뿐만 아니라 레이저 세정 후 부품의 기계적 특성을 크게 향상시킬 수 있습니다.