一种利用双氧水热碱漂白陶瓷的漂白方法与流程

1.本发明属于化学清洗领域，具体涉及一种利用双氧水热碱漂白陶瓷的漂白方法。


背景技术：

2.某些涉及半导体行业使用的工程陶瓷部件有清洗再利用的需求，如半导体机台上拆卸下来的陶瓷密封环、陶瓷锅、陶瓷棒等可以清洗后重复利用。现阶段对于这类陶瓷部件的化学清洗以酸洗碱洗为主，可以去除大部分油脂、金属离子和氧化物。但对于大部分陶瓷表面或浅层的斑纹和印记，这两种方法清洗的效果并不好。而半导体行业零部件清洗要求对于陶瓷的外观的要求一直是很高的，对于清洗后有色差色斑的陶瓷部件通常是不能接受的。针对此难题开发的这种工艺能有效的解决大部分问题。
3.现有技术对于这种酸碱洗不掉的印记，一般有喷砂和高温烘烤等处理方法。喷砂可以切削掉陶瓷表面一层物质，多次喷砂后会改变陶瓷表面粗糙度和尺寸，对于精度要求高或者抛光面的产品喷砂这种方法不适用。高温烘烤是利用陶瓷的耐高温和大部分杂质不耐高温的特征，将产品加热到1000℃以上，使杂质燃烧或气化，而陶瓷由于其热稳定性，可以保持原样。这种方法去杂质效果比较彻底，缺点是高温窑炉不常配备，运用条件比较苛刻，能耗大，升温降温时间长，一般需要2-3天，而且对于有裂纹暗伤的产品，可能出现炸裂的风险。所以本技术的用途是弥补了上面两种方法的不足之处，对于陶瓷表面或浅层有杂质，精度和光洁度要求比较高的产品比较适合该技术工艺。
4.对于一些经过酸洗或碱洗的陶瓷表面或浅层仍处理不掉的云斑纹、色斑、印记，可以用本专利工艺，进行比较有效的去除，达到陶瓷表面基本无色差斑纹印记及增白效果。


技术实现要素：

5.本发明的目的是针对现有技术中存在的问题，提供一种利用双氧水热碱漂白陶瓷的漂白方法。
6.本发明的目的可以通过以下方案来实现：
7.本发明提供了一种利用双氧水热碱漂白陶瓷的漂白方法，所述漂白方法包括如下步骤：
8.s1、将待漂白陶瓷浸没在双氧水溶液中；
9.s2、将碱溶液加热，加入步骤s1的双氧水溶液中，漂白后将陶瓷取出。
10.作为本发明的一个实施方案，步骤s1中所述双氧水溶液中双氧水的体积浓度≥30％。
11.作为本发明的一个实施方案，步骤s2中所述加热的温度为50～70℃。
12.作为本发明的一个实施方案，步骤s2中所述碱溶液的质量浓度为5～6％。
13.作为本发明的一个实施方案，步骤s2中所述碱溶液包括氢氧化钠、氢氧化钾溶液中的一种。
14.作为本发明的一个实施方案，双氧水溶液与碱溶液的体积比为10：1～5：1。热碱的
比例根据气温和碱的热度增减，主要目的是使混合液的热量达到足够引发催化反应的发生。
15.作为本发明的一个实施方案，步骤s2中漂白时间为8-12min。
16.先准备可排废碱的浸泡槽，把要处理的陶瓷浸没在≥30％浓度的双氧水中，然后加入温度50～70℃、浓度5～6％的热氢氧化钠或氢氧化钾溶液，双氧水遇到热碱后会迅速析出大量的过氧根，形成过氧化钠(na2o2)，h2o2+2naoh＝na2o2+2h2o，过氧化钠极不稳定，与水反应产生大量的氧气2na2o2+2h2o＝4naoh+o2↑
，直观的现象就是像可乐冒泡一样产生大量气泡溢出并瞬间产生大量的热，可以使陶瓷迅速达到100℃以上(部分热量被陶瓷吸收，陶瓷会高于水温)。在此过程中过氧根因为其强氧化性，将陶瓷表面及浅层杂质反应掉，达到迅速漂白效果。
17.碱溶液加热温度过低时，需要5-10小时浸泡时间，对流水线作业来说，这个时间成本太高，并不适用。温度过高也没必要，50-70℃已经可以催化反应的开始，是反应最合适的温度。碱的浓度太低的话，需要反应的离子数量不够，影响漂白效果。浓度太高也没必要，浪费材料，造成局部反应升温过快，造成陶瓷热胀冷缩炸裂。由于反应是快速放热的，大部分热量被陶瓷吸收使陶瓷升温，由于溶液大部分是水，水在100度会气化，所以陶瓷的温度能达到100度以上超1-2度左右，多余的热量会被水吸收并气化。过氧根常温和高温下都会有漂白作用，在高温条件下，本发明高温下5-10分钟就能完成。
18.常规使用的漂白药剂是用来浸泡产品，通过较长的时间，使药液渗透并漂白产品。而且常温条件下需要5-10小时浸泡渗透，才开始漂白，且无法达到本发明的漂白效果，浸泡还会对陶瓷产生一定的损伤。
19.本发明是利用特定温度以上的碱液(温度达不到时无法催化反应进行)加入双氧水混合时产生的剧烈反应，并通过反应自身不断产生的热能进一步催化反应的进行，直至药液反应完毕并趋于平静后，即可取出产品。这个过程不需要药液渗透到产品内部，只需要处理陶瓷表面的不均匀。
20.而其它的药液，如双氧水、氢氧化钠溶液与工业用酒精混合后，常温下基本不反应或反应很慢，可以不断的重复利用，不像本发明的药液是一次性的，使用时才可以混合。另外，在药液中用到了酒精和双氧水的混合液，酒精是易燃液体，双氧水是助燃剂，这两种药液混合后加热非常危险，是不能加热的。
21.作为本发明的一个实施方案，陶瓷为高密度陶瓷。高密度陶瓷均匀性比较好，密度非常高，所以受热膨胀也比较均匀，而普通陶瓷品质参差不齐，种类也比较多，受热膨胀不均匀，不宜剧烈升温。普通陶瓷的密度在3.5-3.7kg/dm3，高密度陶瓷密度在3.9kg/dm3以上，高密度al2o3陶瓷纯度在99.7％以上。高密度陶瓷由于其价格较贵，在出现杂质、印记时，相较于低密度陶瓷，采用直接报废的处理方式成本会较高，所以采用本发明的漂白方法，可以大大地降低成本。
22.此外，本发明是针对半导体行业使用的高密度陶瓷，对普通陶瓷及其他耐高温物品也可以用这种漂白方法。本发明对陶瓷表面及表面以下大概0.1mm内的部分杂质有效果，更深或无法氧化反应掉的杂质无法处理。由于市面上买到的普通陶瓷大部分是上釉的陶瓷，会对陶瓷内部进行保护，此发明对上釉保护的陶瓷基本无效，常规上釉陶瓷的处理方法会对本技术中无釉陶瓷造成损伤。本发明所述陶瓷为高密度无釉陶瓷。
23.本发明是一次性反应过程，反应结束即可取出产品，剩下的药液需排掉，下次作业必须使用新药液，正常一次反应大概5分钟就结束，避免了反应后的混合溶液的污染。
24.与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
25.(1)利用了双氧水的强氧化性和漂白作用，在常温下双氧水中含有一定浓度的过氧根，加热和碱金属离子存在可以使双氧水中的过氧根加速析出，使过氧根的浓度大幅上升并不断消耗，此过程溶液的氧化性和漂白作用大幅增加，起到快速漂白陶瓷的作用。
26.(2)通过合适的浓度的双氧水和碱液混合，保证了反应的不断进行，还控制了升温的速率，不会对陶瓷产生损伤。
附图说明
27.通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显。
28.图1为陶瓷处理前后效果图，其中a为处理前陶瓷图片；b为处理后陶瓷图片；c为处理后陶瓷图片。
29.图2为陶瓷反应过程前后图片，其中a加入常温双氧水后图片；b加入热碱催化后图片；c反应启动升温后图片；d剧烈反应使水沸腾图片。
具体实施方式
30.下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。以下实例在本发明技术方案的前提下进行实施，提供了详细的实施方式和具体的操作过程，将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明。需要指出的是，本发明的保护范围不限于下述实施例，在本发明的构思前提下做出的若干调整和改进，都属于本发明的保护范围。
31.本发明提供了一种利用双氧水热碱漂白陶瓷的漂白方法，将待漂白陶瓷浸没在双氧水溶液中；将碱溶液加热，加入双氧水溶液中，漂白后将陶瓷取出。
32.实施例1
33.本实施例提供了一种利用双氧水热碱漂白陶瓷的漂白方法，所述漂白方法包括如下步骤：
34.先准备可排废碱的浸泡槽，把要处理的陶瓷浸没在2l的30％体积浓度的双氧水溶液中，然后加入200ml的温度60℃质量浓度为5％的热氢氧化钠溶液，漂白10分钟。双氧水遇到热碱后会迅速析出大量的过氧根，形成过氧化钠(na2o2)，h2o2+2naoh＝na2o2+2h2o，过氧化钠极不稳定，与水反应产生大量的氧气2na2o2+2h2o＝4naoh+o2↑
，如图2所示，直观的现象就是像可乐冒泡一样产生大量气泡溢出并瞬间产生大量的热，可以使陶瓷迅速达到100℃以上(部分热量被陶瓷吸收，陶瓷会高于水温)。在此过程中过氧根因为其强氧化性，将陶瓷表面及浅层杂质反应掉，达到迅速漂白效果。实验环境为冬季室内。
35.如图1所示，处理前有云斑纹，处理后云斑纹消失，漂白效果较好。
36.实施例2
37.本实施例提供了一种利用双氧水热碱漂白陶瓷的漂白方法，所述漂白方法包括如下步骤：
38.先准备可排废碱的浸泡槽，把要处理的陶瓷浸没在2l的50％体积浓度的双氧水溶
液中，然后加入200ml的温度70℃质量浓度为6％的热氢氧化钾溶液，漂白10分钟。双氧水遇到热碱后会迅速析出大量的过氧根，形成过氧化钠(na2o2)，h2o2+2naoh＝na2o2+2h2o，过氧化钠极不稳定，与水反应产生大量的氧气2na2o2+2h2o＝4naoh+o2↑
，直观的现象就是像可乐冒泡一样产生大量气泡溢出并瞬间产生大量的热，可以使陶瓷迅速达到100℃以上(部分热量被陶瓷吸收，陶瓷会高于水温)。在此过程中过氧根因为其强氧化性，将陶瓷表面及浅层杂质反应掉，达到迅速漂白效果。实验环境为冬季室内。
39.对比例1
40.本对比例提供了一种利用双氧水热碱漂白陶瓷的漂白方法，所述漂白方法与实施例1基本相同，区别之处仅在于：加入的氢氧化钠溶液的温度为40℃。由于温度过低，不足以引发催化反应，混合溶液缓慢释放气体，温度升高不明显，10分钟后结束实验，产品漂白效果不理想，基本没有漂白效果。实验环境为冬季室内。
41.对比例2
42.本对比例提供了一种利用双氧水漂白陶瓷的漂白方法，所述漂白方法与实施例1基本相同，区别之处仅在于：药液为30％体积浓度的双氧水，不加碱溶液，加热温度为40℃，10分钟后结束实验，几乎引发不了反应，无漂白效果。实验环境为冬季室内。
43.对比例3
44.本对比例提供了一种利用双氧水漂白陶瓷的漂白方法，所述漂白方法与实施例2基本相同，区别之处仅在于：药液为50％体积浓度的双氧水，不加碱溶液，加热温度为70℃，10分钟后结束试验，漂白效果较差。实验环境为冬季室内。
45.以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。