超声强化超临界二氧化碳除锈除油污

发布时间：2021-04-09 06:47

　　结合超声清洗的优势与超临界二氧化碳的特性,设计出超声强化超临界二氧化碳复合清洗实验平台,超声换能器最大发射声功率为1 200 W,换能器每工作10 s停止20 s,即一个工作周期为30 s。利用实验平台开展了CD03钢片表面除锈实验,使用ZEISSMerlin高分辨率热场发射扫描电镜对CD03钢片表面进行扫描电子显微镜（Scanning Electronic Microscopy, SEM）和能谱（Energy Dispersive Spectrometer, EDS）分析,实验结果表明,随着清洗时间的延长,铁锈在超声作用下逐渐剥落,超声作用适当的工作周期数后,清洗效果达到最佳,超声作用时间太长会造成对钢片基体的损伤。利用实验平台开展了碳钢片表面油污清除实验,使用徕卡光学显微镜对清洗后的碳钢片做表面形貌观察,利用JA2003电子天平等手段对清洗效果进行了计算分析,同样,超声强化超临界二氧化碳油污清洗也存在一个最佳清洗时间。但是,不同污染所需的最佳清洗时间不同,甚至可以相差很大。在实际的清洗中要先根据污染物的类别确定最佳清洗时间,然后进行清洗。 

【文章来源】：声学技术. 2020,39(03)北大核心CSCD

【文章页数】：5 页

【部分图文】：

试验平台示意图

308声学技术2020年ElectronicMicroscopy,SEM)和能谱(EnergyDisper-siveSpectrometer,EDS)分析，研究超声强化超临界二氧化碳的清洗效果。SEM分析，选取局部放大60倍进行比对。图2(a)、2(b)分别为清洗前样品表面氧化层的形貌及氧化层成分分布。由图2可以看出，样品氧化后，表面凹凸不平，形成大块状氧化物。样品氧化层主要由O元素和Fe元素组成，原子数目百分比分别为63.41%和36.37%；Cr和Ni的原子数目百分比分别为0.05%和0.16%。氧化层主要由氧化铁、氧化亚铁、四氧化三铁以及氧化镉等氧化物构成。图3(a)、3(b)分别为超声1000次循环处理后的样品表面氧化层的形貌和成分分布。由图3可以看出，样品经过清洗以后，表面氧化层基本消失，粗糙程度大为降低，表面光滑。由图3(b)的成分分布可知，Cr和Ni元素已经消失，露出基体。O和Fe的原子数目百分比分别为8.64%及91.36%。此时铁锈已经被完全清除，清洗效果良好。超声波分别循环作用100、200、300、500、600和1200清洗后，样品表面氧化层形貌如图4(a)～4(f)所示。图4(a)～4(f)分别对应100～1200次超声循环作用后钢片表面形貌图。由图4可以看出，样品表(a)表面氧化层形态图(b)氧化层成分分布图2样品清洗前表面氧化层形态图及成分分布Fig.2Morphologyofoxidelayeronthesamplesurfacebeforecleaning(a)表面气化层形态图(b)成分分布图3超声波1000次循环处理后的样品表面形态图及成分分布Fig.3Samplesurfacemorphologyafter1000ultrasonicworkingcycles(a)超声波循环作用100次(b)超声波循环作用200次(c)超声波循环作用300次(d)超声波循环作用500次(e)超声波循环作用600次(f)超声波循环作用1200次图4超声循环作用后样品表面形态图Fig.4Samplesurfac

308声学技术2020年ElectronicMicroscopy,SEM)和能谱(EnergyDisper-siveSpectrometer,EDS)分析，研究超声强化超临界二氧化碳的清洗效果。SEM分析，选取局部放大60倍进行比对。图2(a)、2(b)分别为清洗前样品表面氧化层的形貌及氧化层成分分布。由图2可以看出，样品氧化后，表面凹凸不平，形成大块状氧化物。样品氧化层主要由O元素和Fe元素组成，原子数目百分比分别为63.41%和36.37%；Cr和Ni的原子数目百分比分别为0.05%和0.16%。氧化层主要由氧化铁、氧化亚铁、四氧化三铁以及氧化镉等氧化物构成。图3(a)、3(b)分别为超声1000次循环处理后的样品表面氧化层的形貌和成分分布。由图3可以看出，样品经过清洗以后，表面氧化层基本消失，粗糙程度大为降低，表面光滑。由图3(b)的成分分布可知，Cr和Ni元素已经消失，露出基体。O和Fe的原子数目百分比分别为8.64%及91.36%。此时铁锈已经被完全清除，清洗效果良好。超声波分别循环作用100、200、300、500、600和1200清洗后，样品表面氧化层形貌如图4(a)～4(f)所示。图4(a)～4(f)分别对应100～1200次超声循环作用后钢片表面形貌图。由图4可以看出，样品表(a)表面氧化层形态图(b)氧化层成分分布图2样品清洗前表面氧化层形态图及成分分布Fig.2Morphologyofoxidelayeronthesamplesurfacebeforecleaning(a)表面气化层形态图(b)成分分布图3超声波1000次循环处理后的样品表面形态图及成分分布Fig.3Samplesurfacemorphologyafter1000ultrasonicworkingcycles(a)超声波循环作用100次(b)超声波循环作用200次(c)超声波循环作用300次(d)超声波循环作用500次(e)超声波循环作用600次(f)超声波循环作用1200次图4超声循环作用后样品表面形态图Fig.4Samplesurfac

【参考文献】：
期刊论文
[1]腔镜器械清洗过程中存在的问题与对策[J]. 周淑媛.  智慧健康. 2018(23)
[2]超声波技术在锌银电池极片清洗中的应用[J]. 倪作恒,王冠,马军,白晶玉,钱晶.  电源技术. 2018(05)
[3]超声波清洗技术研究进展[J]. 康永,郑莉,邵世权.  清洗世界. 2012(04)
[4]超临界二氧化碳技术的应用进展[J]. 裴少平,李自强,周丹,王雅琼.  山西化工. 2012(02)
[5]超临界二氧化碳（SCCO2）无损伤清洗[J]. 王磊,惠瑜,高超群,景玉鹏.  微纳电子技术. 2010(02)
[6]超临界CO2清洗铀屑技术[J]. 张广丰,杨维才,柏艳辉,唐洪全,王延龙,郭宝明.  核化学与放射化学. 2008(03)
[7]超临界压力下CO2流体的性质研究[J]. 杨俊兰,马一太,曾宪阳,刘圣春.  流体机械. 2008(01)
[8]超临界二氧化碳流体及其主要应用[J]. 周高宁,邹丽丽,李柏林.  安徽化工. 2006(02)
[9]超临界CO2清洗机件上润滑剂的初步研究[J]. 杨海鸥,杨基础.  精细石油化工. 2003(05)
[10]钢铁表面除油除锈技术[J]. 银董红,周春山.  湖南化工. 1993(04)



本文编号：3127132