如何选择超声清洗仪器超声频率

    而今科技发展日新月异，各种精密工件越来越精细，清洗清洁度要求也越来越高。我们会发现在精密清洗的应用上（如二极管、线路板、半导体、液晶体等）使用传统的频率（20~30KHz），不但已经无法达到清洗要求，而且还有可能造成工件的损伤。例如军 用电子产品，业已明文规定不允许使用传统的频率（20~30KHz）的超声波清洗。不过在日本及一些欧美发达国家，已通过选用高频（80KHz 或以上频率）使这个问题得到了解决。那么为什么高频清洗能避免对工件的损伤呢？

低频超声清洗造成空化作用损伤工件

　　由于超声波清洗是基于空化作用，即在清洗液中无数气泡快速形成并迅速内爆。由此产生的冲击将浸没在清洗液中的工件内表面的污物剥落下来。空化效应的强度直接跟频率有关，频率越高，空化气泡越小，空化强度越弱，且其减弱的程度非常大。举例说，如将 25KHz 时的空化强度比作 1， 40KHz 时的空化强度则为 1/8，到了 80KHz 时，空化强度就降到 0.02。因此，高频超声特别适用于小颗粒污垢的清洗而不破坏其工件表面。

　　超声波空化阀值与频率有密切关系。超声波的频率越低，空化阀值越低，越容易产生空化；频率越高，空化阀值越高，越不会空化。在低频情况下，液体受到压缩与稀疏作用的时间间隔更长。使气泡能生长到更大尺寸，增强空化强度，有利于清洗作用。所以低频超声波清洗一般在大型部件表面或者污物与工件表面粘合度高的情况下使用。但易损伤腐蚀工件表面。所以对工件表面要求较高的零件不适合选择较低的频率。而且频率低，产生的噪音也相应偏大。高频率的超声波穿透力较强，宜清洗清洗表面光洁度要求较高或表面复杂、盲孔较多的部件。另一方面高频超声波的噪音也偏小，适合于清洗一些精密零件，如一些电子零件、小型轴承加工、磁性材料等。而对于一些特殊工件如集成电路芯片、硅片镀膜的清清则选则更高频率的超声波来进行清洗为宜。而对于一些大的工件如汽车发动机、阀门等大型工件应选择低频的超声波进行清洗。另一方面超声波清洗效果及经济性来考虑，一般选取频率在20~130KHz。具体选择频率应做相应的实验来确定。

　　在精密清洗中，当一定频率的超声清洗后达不到清洁的效果时，如果工件上要去除的杂质颗粒较大，可能是超声功率不足，增加超声功率就可解决该问题；但如果工件上要去除的杂质颗粒非常小，那么无论功率怎么增大，都无法达到清洁的要求。从物理上分析其原因：当液体流过工件表面时，会形成一层粘性膜。低频时该层粘性膜很厚，小颗粒埋藏在里面，无论超声的强度多大，空化气泡都无法与小颗粒接触，故无法把小颗粒除去；而当超声频率升高时，粘性膜的厚度就会减少，空化泡就可以接触到小颗粒，将它们从工件表面剥落。由此可见，低频的超声清除大颗粒杂质的效果很好，但清除小颗粒杂质效果很差。相对而言，高频超声对清除效果有决定性的影响。