以二氧化碳为原料的清洗方式在工业中的应用（一）

以二氧化碳为基础原料的清洗正在经历前所未有的迅猛发展，基于二氧化碳的特性，目前在清洗领域中二氧化碳被用于以下4个方面：

1、将二氧化碳预制成高密度干冰粒或干冰粉（以下统称干冰粒）的干冰清洗

2、二氧化碳直接生成微米级干冰粒，俗称二氧化碳雪或干冰雪的雪清洗

3、液态二氧化碳清洗

4、超临界二氧化碳清洗

二氧化碳清洗已成功的被运用于去除各种表面的污染物，从芯片、光学元件的亚微米级颗粒去除到油漆、化学固化物等坚硬的顽固物去除。二氧化碳清洗作为环保、高效和创新的清洗技术，为工业清洗提供更加便捷和有效的清洁方式。

随着对清洁效果和环保性要求的提高，根据不同的应用场景和技术要求，干冰清洗和二氧化碳雪清洗正逐渐获得广泛认可。

干冰是二氧化碳的固相形式，温度为-78.5°

干冰粒/二氧化碳雪是如何产生的？

干冰粒和二氧化碳雪都是固相的二氧化碳颗粒，它们的主要区别在于它们的形成方式。干冰粒一般是从外部供应商购买获得，是将二氧化碳压缩成所需的大小和形状，然后储存在保温箱中。而二氧化碳雪的二氧化碳颗粒则是通过将液体二氧化碳直接生成二氧化碳雪形式。

什么是干冰清洗？

干冰粒类似于喷砂或介质喷砂清洁剂，但清洗介质是固体二氧化碳。与传统的喷砂方法相比，二氧化碳颗粒喷砂更为温和，因为干冰在接触清洁表面后会升华，不会留下任何清洁介质残留。

干冰清洗的工作原理是将干冰粒通过喷嘴夹带进入空气射流中。当颗粒撞击表面污染时，干冰以两种可能的方式发生相变：固体—气体或固体—液体—气体。固体二氧化碳与表面的影响产生了4种不同的清洁机制：

1、动量交换—高速干冰粒冲击受污染的表面，产生剪切力，从而迅速从表面去除污染。

2、 热冲击—不同物质受温度影响下的分子链发生变化，受温差的影响污染物从表面脱离。

3、化学—在干冰颗粒/表面界面，液体二氧化碳瞬间形成，以提供化学清洁效果去除有机薄膜和其他碳氢化合物残留物。

4、微爆炸—当干冰升华时，固体向气体迅速膨胀，产生约800倍的体积膨胀，本质上是将污染物从表面爆炸。

这四种机制与颗粒大小、喷射速度、喷嘴形状和驱动机制结合起来，提供了一种有效的清洁技术，同时不留下残留物或清洁介质。

什么是二氧化碳雪清洗？

二氧化碳雪是干冰粒的基本组成成分，干冰粒的有效密度大于二氧化碳雪颗粒，二氧化碳雪清洗，与干冰粒清洗一样，固体二氧化碳颗粒在喷嘴中与推进气体混合获得动能冲击被清洗表面。这项技术与干冰清洗技术有很多区别，最简单的形式是二氧化碳雪清洗是液体二氧化碳在脱离喷嘴之前被转化为固体和气态二氧化碳颗粒的混合物或固体、气态和液态二氧化碳混合物。上述的四种干冰清洗机制也适用于二氧化碳雪清洗系统。在大多数二氧化碳雪清洗应用中，热冲击的效果通常可以忽略不计，值得注意的是，与干冰粒清洗不同的是，二氧化碳雪花清洗技术将系统中产生的二氧化碳雪颗粒与推进气体相结合，包括加热推进气体和制冷推进气体，可以改变二氧化碳雪粒子。

二氧化碳雪系统可以通过不同类型的喷嘴来调整二氧化碳颗粒的大小和硬度（包括超软雪、软雪、硬雪和超硬雪），以适应不同的射流强度满足不同的清洁需求。

干冰清洗与二氧化碳雪清洗适用场景

干冰粒清洗和二氧化碳雪清洗系统在使用的二氧化碳颗粒大小和硬度上存在差异。干冰粒是更大、更硬的二氧化碳颗粒，因此具有较大的动能，适用于处理重度污垢或除锈等需求。相比之下，二氧化碳雪系统所使用的二氧化碳颗粒通常更小、更软，适用于清洁柔软或有精细成分的基材上的残留物。对于介于两者之间的清洁应用，则需要根据具体情况选择合适的技术，考虑因素包括经济性、连续性和自动化集成等方面。

干冰清洗提供许多行业有效的清洗解决方案，包括但不限于：

塑料/泡沫—注塑模具、挤压模具、工具清洗、去毛刺

航空工业—涡轮机、发动机部件、复合材料、起落架、座椅组件、工具

电子和能源—控制柜、电路板、焊接单元、电动机、变压器

干冰清洗技术虽然是一种有效的清洁选择，但也存在一些潜在问题：

1、可能破坏表面的敏感表面或部件

2、产生的水分凝结可能对部件产生负面影响

二氧化碳雪清洗产生各种能量被用于许多应用，以去除颗粒、有机薄膜、指纹、微观毛刺和许多其他残留物，用于光学、电子、汽车、半导体、医疗设备和航空航天等精密清洁。与冲击力强大的干冰粒清洗不同，二氧化碳雪清洗通常被限制用于涉及具有挑战性的残留物，如坚韧的粘合剂，一些注射模残留物，锈蚀和油漆等需要更多强力研磨方法来去除的应用场景。