一种石英玻璃清洗方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种石英玻璃清洗方法，属于光学仪器清洗技术领域。
【背景技术】
[0002]石英玻璃具有良好的低膨胀特性，因此被广泛的应用于精密光学器件、仪器仪表和各类真空腔体的观察窗口等。在石英玻璃零件的加工工艺中，常采用橡胶掩膜保护下的化学腐蚀方法，形成特定的结构，光学、电子等行业对石英玻璃零件的表面质量要求高，加工后的零件表面不允许残留橡胶掩膜的沾污；石英玻璃作为真空腔室的观察窗口，通常与橡胶密封圈在一定压差下紧密贴合，在更换密封圈时，需去除窗口上的橡胶沾污痕迹，以保证真空腔体的漏率要求。
[0003]在现有技术中，对石英玻璃表面沾污的橡胶通常采用化学、物理或机械等方式去除，但橡胶表面由于存在自由基团，具有较强的自粘性，点状沾污在清洗过程中容易发展成片状沾污，无法有效去除；采用机械方式去除橡胶沾污的清洗效果差、且容易使石英玻璃表面受损，出现划痕或亚表层损伤，使光学质量和机械强度变差；采用化学或物理等清洗方式，如RCA方法、光处理等，无法将橡胶类沾污去除干净。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于克服现有技术不足，提供一种由多种清洗方式有机组合、能有效去除橡胶类沾污的石英玻璃清洗方法。
[0005]本发明的技术解决方案:一种石英玻璃清洗方法，通过以下步骤实现:
[0006]第一步，将石英玻璃浸泡在30°C?50°C的有机溶剂中2?6小时，取出后，利用常温去离子水漂洗干净；
[0007]本步骤通过有机溶剂加热浸洗石英玻璃，使石英玻璃表面沾污的橡胶成分产生溶胀和溶解，便于后续的处理。有机溶剂包括但不限于石油醚、丙酮和乙酸乙酯等对橡胶有溶胀作用的试剂。常温去离子水漂洗一般为3?5遍，每遍5?10分钟即可将其漂洗干净，但不以此为限，以将石英玻璃表面的有机溶剂残留去除干净为宜。
[0008]第二步，将漂洗干净的石英玻璃在常温常压下用80?120瓦的紫外线低压汞灯照射10?15小时；
[0009]本步骤采用紫外线低压汞灯照射经有机溶剂浸泡过的石英玻璃，低压汞灯185nm和254nm的紫外线光谱使橡胶分子发生分解，降低石英玻璃表面橡胶沾污的粘度，同时185nm波长的紫外线使空气中生成臭氧，臭氧易于和橡胶的不饱和分子链结合，使橡胶分子链断裂。紫外线/臭氧的同时作用起到加速橡胶沾污老化分解的作用，同时对石英玻璃工件无损伤。通过低压汞灯照射，使沾污的橡胶成分产生老化，降低对石英玻璃的粘附性，便于后续步骤的清洗去除。
[0010]本步骤确定了紫外线低压汞灯照射的最佳功率和时间，该条件下的紫外辐照比普通日光的紫外线功率大800?1200倍，辐照能量相当于日光照射8000小时以上，采用本步骤所述的功率和时间条件明显有助于橡胶的加速老化。低压汞灯185nm波长生成的臭氧约为700ml/kwh，在本步骤所述条件下，产生的臭氧多于560ml，可针对石英玻璃上沾污的橡胶进行有效的光-氧化反应。光老化在橡胶表面进行，本步骤确定了最佳参数范围，超出最佳参数范围，再增加功率或延长时间对增加老化效果无明显改善。
[0011]紫外线低压汞灯照射在不透紫外线的密闭腔室内进行，石英玻璃与低压汞灯的距离小于15厘米。
[0012]第三步，将经紫外线低压汞灯照射的石英玻璃在350°C?450°C的空气中热处理5?8小时，热处理后自然降温；
[0013]本步骤采用空气气氛下的加热处理，使橡胶沾污产生热氧老化，促使橡胶中的C-C键破裂产生热降解，进一步降低对石英玻璃的粘附性，从而降低其与石英玻璃的连接作用，便于后续步骤清洗去除。
[0014]本步骤确定了热处理的最佳温度和时间，橡胶在300°C以上时开始老化分解，500°C以上时则出现碳化现象，碳化后的残渣在石英玻璃表面干结，不利于去除。第二步所述的光致老化在橡胶沾污的表面进行，而本步骤的热老化进一步的在橡胶沾污的整个内部进行，在本步骤所述的条件下，可使光老化后未去除的橡胶一定程度的变硬变脆，有利于与石英玻璃脱离，并使橡胶沾污对液体的渗透增强，有利于后续的湿法清洗。
[0015]第四步，将自然降温至室温的石英玻璃浸泡到40°C?50°(:的比504: HF混合溶液中，同时施加超声振动，清洗15?30分钟后，利用常温去离子水漂洗干净；
[0016]本步骤通过稀释的H2SO4: HF混合溶液对石英玻璃的刻蚀反应，可对前面进行有机溶剂浸泡、低压汞灯照射和热处理后仍残留的沾污产生根切去除作用，同时石英玻璃表面的橡胶沾污残余经过了上述步骤处理，更易于去除。通过HF对石英玻璃的刻蚀反应，去除掉纳米级厚度的工件表面层，可对前道工序清洗后仍残留的沾污产生根切去除作用，而H2SO4则起到调节pH值，促进刻蚀产物扩散的作用。
[0017]H2SO4: HF混合溶液的最佳配比为，H2SO4质量百分比为(5%?15% )，HF质量百分比为(1%?3% )，去离子水质量百分比为(82%?94%)。在此配比范围内，H2SO4: HF混合溶液对石英玻璃的刻蚀反应最佳。
[0018]所述第四步中超声振动频率为40?200KHz，超声振动功率为200?500W。
[0019]所述第四步中超声振动为单一频率或两种以上频率混频。
[0020]常温去离子水漂洗一般为3?5遍，每遍5?10分钟即可将其漂洗干净，但不以此为限，以将石英玻璃表面的H2SO4: HF混合溶液残留去除干净为宜。
[0021]第五步，将漂洗干净的石英玻璃利用去离子水高压喷淋冲洗5?10分钟，压力
0.2 ?0.5Mpa ;
[0022]采用了 H2SO4: HF溶液超声振动和去离子水高压喷淋，使液体在工件表面形成高速冲刷，有效去除沾污的同时，不需要毛刷等与工件物理接触，可避免擦洗等机械去除方法带来的工件损伤。
[0023]第六步，对高压喷淋冲洗后的石英玻璃干燥处理。
[0024]干燥方式为烘干、甩干或热氮气吹干，但不以此为限