組成電真空器件的金屬零件在機(jī)加等過(guò)程中表面要沾污到一些油污，如果零件沒(méi)有得到有效去油清洗，帶有殘留污染物的零件裝配到高真空環(huán)境中，可能成為大量氣體和蒸氣的來(lái)源，影響器件的真空度和使用壽命。結(jié)合零件表面油污種類(lèi)、特性，對(duì)兩種去油方法進(jìn)行對(duì)比。

零件表面的油污

　　金屬零件表面的主要有機(jī)污染來(lái)源于零件的加工、處理、運(yùn)轉(zhuǎn)等過(guò)程，加工零件過(guò)程中要使用保護(hù)液，一般的保護(hù)液中含有基礎(chǔ)油(礦物油、合成油等)、油性劑(油脂類(lèi)、脂肪酸類(lèi)、酯類(lèi)、高級(jí)醇類(lèi))等，另外在檢驗(yàn)、轉(zhuǎn)運(yùn)過(guò)程中由于人手與零件的接觸，表面沾污到動(dòng)植物油，此外就是加工的切屑和灰塵等。

　　礦物油如石蠟、凡士林、多種潤(rùn)發(fā)油與堿不起皂化反應(yīng)，屬非皂化油。動(dòng)、植物油能與堿作用生成硬酯酸鈉，產(chǎn)生皂化反應(yīng)，屬于皂化油。因此一般的零件表面粘附的油污不外乎兩大類(lèi)：皂化油和非皂化油。

　　但也有特殊的零件加工方法，加工過(guò)程中使用植物油(如菜籽油)作保護(hù)液，在零件的轉(zhuǎn)運(yùn)、檢驗(yàn)過(guò)程中由于人手的觸摸，零件表面還沾污動(dòng)物油，植物油和動(dòng)物油都屬于皂化油，因此該類(lèi)零件表面的油污為皂化油。

　　為了清洗掉零件表面的油污，清洗工藝是有區(qū)別和針對(duì)性的：油的種類(lèi)和性質(zhì)不同，清洗工藝也應(yīng)該有所區(qū)別，否則油污就不能得到有效地去除。

金屬零件去油方法

　　針對(duì)不同的污垢類(lèi)型使用不同的去油方法，常用的有化學(xué)酸洗(主要除去金屬氧化物)、化學(xué)堿洗(除去動(dòng)植物油脂)、有機(jī)溶劑清洗(靠溶劑溶解污垢)和水基清洗(以表面活性劑為主要活性組分)。前幾種清洗劑都存在不同的缺陷,而且使用范圍較窄, 以表面活性劑為主體的水基清洗則克服了其它幾種清洗劑的不足, 因此真空技術(shù)網(wǎng)(www.chvacum.com)認(rèn)為水基清洗成為金屬清洗工業(yè)的主要發(fā)展方向。

　　我們根據(jù)零件表面的油污特性，研制了以苛性鈉、磷酸鈉、硅酸鈉的化學(xué)堿液(稱(chēng)方法1)和含磺酸類(lèi)表面活性劑的化學(xué)堿液(稱(chēng)方法2)，組成見(jiàn)表1，從理論上對(duì)清洗液各成分的作用進(jìn)行了分析，并運(yùn)用一定的試驗(yàn)方法來(lái)評(píng)價(jià)兩種去油方法。

　　表1 兩種去油方法組成成分的對(duì)比

　　水基清洗液去油原理是借助于溶液的皂化與乳化作用，達(dá)到去油的目的。其中的皂化作用是油脂與堿液中的堿起化學(xué)反應(yīng)生成肥皂的過(guò)程，動(dòng)植物油的主要成分硬脂酸, 硬脂酸與氫氧化鈉的反應(yīng)是：

　　反應(yīng)后，不溶于水的油脂，分解變成了可溶于水的肥皂和甘油，從而達(dá)到去除金屬表面油污的作用，另外肥皂是一種表面活性劑，有利于油的乳化作用。

　　礦物油與堿不發(fā)生上述反應(yīng)，但在一定條件下在堿液中可進(jìn)行乳化。乳化就是兩種互相不相溶的液體形成乳濁液的過(guò)程：吸附在油污與溶液界面上的乳化劑，起降低界面張力的作用，間接加強(qiáng)了堿液對(duì)金屬表面的潤(rùn)濕，增大了接觸面，促使油膜破裂、脫落而變成小油滴;吸附在油滴上的乳化劑，作定向排列，其親水基向著溶液，而憎水基向著油珠，形成定向的吸附乳化油珠,這種小油珠分散在堿液中，形成混合物的乳濁液，在超聲波的作用下，礦物油從零件表面脫落,脫離零件的乳化油珠，因有定向吸附的乳化劑膜包圍，不會(huì)再度污染零件。

　　對(duì)于零件表面主要是皂化油污染，采用的去油配方中一般有氫氧化鈉、磷酸三鈉、硅酸鈉成分，如果零件表面有非皂化油，堿液中應(yīng)該有表面活性劑，此外還有溫度及攪拌、超聲等輔助因素。堿液中各成分及其它因素的作用：

　　a. 氫氧化鈉：是一種強(qiáng)堿，具有很強(qiáng)的皂化能力。所生成的肥皂在濃的堿液中附在金屬表面上，很難溶解。

　　b. 磷酸三鈉：具有碳酸鈉的優(yōu)點(diǎn)，除油效果和緩沖作用較好，除此之外還具有一定的乳化能力，本身水洗性好，可幫助水玻璃被水洗掉。

　　c. 硅酸鈉：具有較好的表面活性作用和一定的皂化能力，但它與表面活性劑組合時(shí)，是堿類(lèi)化合物中最佳的潤(rùn)濕劑、乳化劑和分散劑。

　　d. 表面活性劑：在堿性去油液中加入表面活性劑，可以除去礦物油。表面活性劑的分子結(jié)構(gòu)含有親水基團(tuán)和憎水基團(tuán)，在除油過(guò)程中，憎水基團(tuán)吸附在油與溶液的界面上，親水基團(tuán)與除油液接近，與水相結(jié)合。在表面活性劑分子定向排列的作用下，油—溶液界面的表面張力降低，在溶液的對(duì)流和攪拌等作用下，油污就能脫離零件表面。

　　用于堿液中的表面活性劑主要有離子型和非離子型表面活性劑，非離子型表面活性劑選擇HLB 值(親水基的分子量大小)在13~15 之間的去污力好。離子型的表面活性劑由親油基和親水基兩部分構(gòu)成，具有兩親結(jié)構(gòu)。含有12~18 個(gè)碳原子的活性劑既難溶于水又難溶于親油性溶劑，具有表面活性劑的各種特性。由于離子具有協(xié)同效應(yīng)，離子型與非離子型表面活性劑結(jié)合使用，具有更高的清洗效果，表面活性劑一般在濃度很小的時(shí)候(0.1%~0.2%)起作用。

　　e. 溫度：提高溫度可以提高皂化反應(yīng)的速度和皂化產(chǎn)物的溶解度，并能加快溶液的循環(huán)和降低油脂的粘度。在高溫下，油-溶液界面的表面張力降低，較易潤(rùn)濕。因此提高溶液溫度可以大大加速除油過(guò)程。