清潔度檢測，是工業(yè)清洗中不可或缺的清潔度分析和評估環(huán)節(jié)。
零部件清潔度檢測，是使用液體介質(zhì)通過一種或多種機(jī)械清洗方法，將零部件表面的污染物分離到液體介質(zhì)中，并通過濾膜收集液體介質(zhì)中的污染物，最后利用儀器分析污染物的重量、尺寸、數(shù)量、類型等的測試方法。對于許多行業(yè)，對于幾乎所有的零部件，清潔度檢測都非常重要。
以汽車清潔度檢測為例，既體現(xiàn)在對產(chǎn)品性能的影響，又體現(xiàn)在對整車壽命的影響。如果燃油管路堵塞造成發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)困難或功率不足，潤滑油路堵塞導(dǎo)致機(jī)油壓力不足或無壓力使運(yùn)動(dòng)副之間摩擦力增大，發(fā)動(dòng)機(jī)不能發(fā)揮有效功率，甚至引起拉缸故障制動(dòng)管路堵塞，將減低制動(dòng)效果，或造成制動(dòng)失靈。實(shí)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，對柴油機(jī)的零件和整機(jī)進(jìn)行清潔度處理之后，壽命較之前提高了一倍以上。
工業(yè)零件中常見污染物造成影響
圖源：閱美測量系統(tǒng)
顆粒污染物硬度對軸承壽命影響試驗(yàn)
因此要確保零部件的質(zhì)量和可靠性，必須嚴(yán)格執(zhí)行清潔度檢測，涉及的行業(yè)包括：汽車零部件及再制造、半導(dǎo)體、通訊設(shè)備、精密儀表、液壓潤滑系統(tǒng)、軸承、發(fā)動(dòng)機(jī)、汽輪機(jī)、航空零部件、數(shù)據(jù)儲(chǔ)存設(shè)備、醫(yī)療設(shè)備、大型工礦設(shè)備等。
清潔度檢測的方法對過程控制、品質(zhì)保證和失效分析非常重要，是獲得零部件清潔度數(shù)據(jù)的詳細(xì)過程。常用的清潔度檢測方法有目視檢查法、稱重法、接觸角法、熒光發(fā)光法、顆粒尺寸數(shù)量法等。在半導(dǎo)體領(lǐng)域需用到氯化鈉當(dāng)量法、離子清潔度測試等方法。因此要確保零部件的質(zhì)量和可靠性，必須嚴(yán)格執(zhí)行清潔度檢測，涉及的行業(yè)包括：汽車零部件及再制造、半導(dǎo)體、通訊設(shè)備、精密儀表、液壓潤滑系統(tǒng)、軸承、發(fā)動(dòng)機(jī)、汽輪機(jī)、航空零部件、數(shù)據(jù)儲(chǔ)存設(shè)備、醫(yī)療設(shè)備、大型工礦設(shè)備等。
清潔度檢測的方法對過程控制、品質(zhì)保證和失效分析非常重要，是獲得零部件清潔度數(shù)據(jù)的詳細(xì)過程。常用的清潔度檢測方法有目視檢查法、稱重法、接觸角法、熒光發(fā)光法、顆粒尺寸數(shù)量法等。在半導(dǎo)體領(lǐng)域需用到氯化鈉當(dāng)量法、離子清潔度測試等方法。
JOMESA閱美測量-清潔度分析系統(tǒng)領(lǐng)域的全球市場領(lǐng)導(dǎo)者
圖源：閱美測量系統(tǒng)
目視檢測法：是在顯微鏡下肉眼觀察對零部件表面和內(nèi)孔檢測分析。可鑒定污染物的顆粒屬性和尺寸大小。比如明顯的殘留顆粒、金屬顆粒、纖維、斑點(diǎn)銹斑等污染物。其弊端是存在人為經(jīng)驗(yàn)影響清潔度的檢測水準(zhǔn)。
稱重法：是最常用的清潔度檢測方法，只需稱出過濾膜在過濾前和過濾后的質(zhì)量，兩者之間的差值就是顆粒的總質(zhì)量。然后使用顯微鏡測定收集在濾膜表面顆粒污染物的最大硬質(zhì)顆粒尺寸。為了得到準(zhǔn)確的結(jié)果，對過濾膜進(jìn)行前處理非常重要。
接觸角法：所謂接觸角，就是液體在固體表面形成熱力學(xué)平衡時(shí)所持有的角。接觸角法主要是運(yùn)用表面清潔度分析儀實(shí)現(xiàn)的，它通過分析受油污染零部件表面接觸角（水滴角）與零部件的角度的區(qū)別，來評清潔程度的方法。接觸角大，說明有污染，接觸角小，液滴破裂或攤平，表示表面清潔
熒光發(fā)光法：主要是利用紫外線來檢測零件表面的清潔度。在紫外線的照射下，表面的污染物顆粒會(huì)發(fā)出熒光。根據(jù)發(fā)熒光即可目測污物在零件表面的位置，熒光強(qiáng)度也可以應(yīng)用信號(hào)檢測儀測試從而表示表面被污染的程度。但如果要識(shí)別污染物的成分等特性，必須借助其它分析法。
顆粒尺寸數(shù)量法：這是一種適合精密清洗定量化的清潔度檢測方法，是根據(jù)被檢測的精密零部件表面與污染物顆粒具有不同的光吸收或散射率。其測試方法原理是，將一定數(shù)量的零件在一定的條件下清洗，將清洗液通過的濾膜充分過濾，污物被收集在濾膜表面，然后將濾膜干燥，用具有拍攝功能的圖像識(shí)別和分析的光學(xué)設(shè)備在光照射下檢測，按顆粒尺寸和數(shù)量統(tǒng)計(jì)污物顆粒，即可得到所測物體零件的固體顆粒污染物結(jié)果。
在汽車制造行業(yè)中，主機(jī)廠對于機(jī)械零件除了尺寸公差、強(qiáng)度指標(biāo)等參數(shù)會(huì)提出嚴(yán)格的要求以外，還會(huì)對零件的清潔度提出較高的要求。因?yàn)榍鍧嵍葯z測對最終產(chǎn)品的長期耐用性、可靠性及預(yù)期壽命方面都發(fā)揮著舉足輕重的作用。
據(jù)統(tǒng)計(jì)，用于汽車發(fā)動(dòng)機(jī)清潔的工作量約占制造過程總量的10%～20%，不同企業(yè)在裝配前的清洗工藝與清洗質(zhì)量的不同，可導(dǎo)致零部件運(yùn)轉(zhuǎn)壽命相差10～100倍。為避免裝配后為零件帶來的磨損、堵塞氣路、油路等一系列問題，清潔度檢測需要控制分析齒輪、氣門、活塞、缸體缸蓋甚至噴油嘴等金屬零件制品的沾附雜質(zhì)，這些雜質(zhì)包括在生產(chǎn)環(huán)節(jié)機(jī)械加工過程中產(chǎn)生的金屬碎屑、研磨拋光殘留物（如硅酸鹽、二氧化硅）。在汽車零部件從中轉(zhuǎn)庫、庫房、檢測實(shí)驗(yàn)室，所經(jīng)歷的打包、運(yùn)輸、環(huán)境變化、拆包等過程對其表面顆粒物的數(shù)量和形狀也會(huì)帶來影響。
常見分析手段大致包括重量測量、光學(xué)顯微鏡分析、電子顯微鏡統(tǒng)計(jì)。稱取重量可以簡單直觀的告訴操作人員整個(gè)零件的基本污染情況。光學(xué)顯微鏡可以用于判斷污染物的大小。電子顯微鏡則用于做最終的精確統(tǒng)計(jì)測量，可以對每一顆顆粒的大小、形態(tài)、所含化學(xué)元素等進(jìn)行全方位的判定，從而可以起到判定合格率、確定污染源等作用。
集成電路生產(chǎn)中可能接觸到的主要污染物有：微粒雜質(zhì)、無機(jī)離子、有機(jī)物質(zhì)、微生物以及氣體雜質(zhì)等，污染物主要來源于電鍍、波峰焊、回流焊和化學(xué)清潔等工藝，主要有助焊劑殘留、電離表面活化劑、乙醇、氨基乙醇和人體汗液等污染形式。因此，可通過離子清潔度測試，確定污染物來源，降低產(chǎn)品不良率，提升運(yùn)行性能。適用于電路板的清潔度檢測方法又分為陰陽離子測試法、氯化鈉當(dāng)量法、離子色譜法、多功能顆粒分析法。典型應(yīng)用是PCB板的清洗驗(yàn)證和檢測，玻璃面板清洗后的顆粒檢測，芯片的光刻后清洗的驗(yàn)證。
陰陽離子測試法：主要是應(yīng)用一定比例的異丙醇與水的混合溶液浸泡樣品表面，使樣品表面的污染物溶入溶液當(dāng)中，然后通過測試溶液中的陰陽離子以及有機(jī)酸的種類及其含量來分析其污染程度的方法
氯化鈉當(dāng)量法：氯化鈉當(dāng)量法是用超純凈的萃取溶液從電子部件上移去工藝過程中留下的殘余物。對清潔結(jié)果的測量是以電導(dǎo)率或電阻系數(shù)為評判依據(jù)。
離子色譜法：根據(jù)不同離子在流動(dòng)相和固定相中的吸附和解吸附程度不同，離子通過吸附柱的時(shí)間不同，從而實(shí)現(xiàn)離子分離。然后根據(jù)離子峰面積大小，計(jì)算出檢測離子的濃度。
多功能顆粒分析法：為一種圖像法粒度分布測試以及顆粒型貌分析等多功能顆粒分析系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括光學(xué)顯微鏡、圖像測試CCD 攝像頭、三維立體載物平臺(tái)、圖像法顆粒分析系統(tǒng)軟件、電腦、打印機(jī)等部分組成。
航空發(fā)動(dòng)機(jī)作為一個(gè)集機(jī)、電、液、控高度集成的高科技產(chǎn)品，其在機(jī)加、鑄造、包裝、拆解、儲(chǔ)存、裝配等過程中，不可避免會(huì)產(chǎn)生、遺留、引入顆粒污染物在零部件內(nèi)部或配合面。航空發(fā)動(dòng)機(jī)更是一種要求有極致質(zhì)量和可靠性的精密機(jī)械系統(tǒng)。從幾何尺寸角度看，其轉(zhuǎn)子軸承的徑向間隙范圍為14～93μm，接觸零件的油膜厚度為10～20μm，要嚴(yán)格控制微米級(jí)尺度的顆粒污染物的量，開展清潔度檢測控制。
通過清潔度檢測可在很大程度上避免燃滑油異常及過燒、油路系統(tǒng)堵塞、傳動(dòng)部件磨損、軸承干研、轉(zhuǎn)靜子刮磨等故障，節(jié)省大量型號(hào)研制時(shí)間和成本。因此，零部件清潔度檢測對于航空發(fā)動(dòng)機(jī)研制水平的提升，以及提高航空發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)品質(zhì)量、性能、可靠性和降低直接使用成本等都具有重要意義。
根據(jù)使用場景不同，航空發(fā)動(dòng)機(jī)清潔度檢測方法可分為在線檢測和取樣檢測兩種。在線監(jiān)測方法主要用于發(fā)動(dòng)機(jī)工作過程中的燃油、滑油污染物監(jiān)測，常見方法為油液磁塞監(jiān)測法。根據(jù)取樣檢測目的不同又分為顆粒元素種類檢測和普通取樣檢測等類別。顆粒元素種類檢測多用于故障分析中的顆粒物來源研究，常見方法為鐵譜分析法和光譜分析法等。普通取樣檢測主要用于清洗后零部件的清潔度等級(jí)確認(rèn)。
稱重法、自動(dòng)顆粒計(jì)數(shù)法、顯微分析法也適用于航空發(fā)動(dòng)機(jī)零部件表面的顆粒污染物檢測。
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