İçeriğe atla

Karbondioksitle temizleme

Vikipedi, özgür ansiklopedi
Temiz odadaki mühendisler, James Webb Uzay Teleskobu için üretilen altın kaplı bir test aynasını temizlemek üzere CO2 karı kullanırken.

Karbondioksitle temizleme (CO2 temizleme), çeşitli fazlarda karbondioksit kullanarak parça temizleme ve sterilizasyon için bir yöntem ailesini içerir.[1] Hassas yüzeylerde kullanım için genellikle tercih edilir.[2][3][4]:275 CO2 ile temizleme, havacılık, otomotiv, elektronik, tıp ve diğer endüstrilerde kendine uygulama alanı bulmuştur.[5][6] Karbondioksit karıyla temizleme, metal, polimer, seramik, cam ve diğer malzemelerden ve sabit diskler ve optik yüzeyler de dâhil diğer çeşitli yüzeylerden parçacıkları ve organik kalıntıları gidermek için kullanılagelmiştir.[4]:270

Uygulamalar

[değiştir | kaynağı değiştir]

CO2 ile temizleme havacılık, otomotiv, elektronik, tıp, üretim, temel ve uygulamalı araştırmalar ve optik dâhil olmak üzere birçok endüstri ve teknik alanda uygulama bulmuştur.[5][6] Farklı karbondioksitle temizleme yöntemleri brüt bulaşmayı, boyayı, üst tabaka kaplamalarını, gresi, parmak izlerini, nanometre boyutuna kadar olan partikülleri, hidrokarbon ve organik kalıntıları ve radyoaktif kalıntıları temizleyebilir. Temizlenen malzemeler arasında metaller, polimerler, seramikler ve camlar bulunur.[4]:270[7] Anahtar sınırlama, kirlenmenin yüzeyde olması, malzemenin içine gömülmemesi gerektiğidir. Gözenekli malzemeler pelet veya kar için iyi adaylar değildir, ancak sıvı veya süperkritik CO2 kullanılarak temizlenebilir.

Yöntemler

[değiştir | kaynağı değiştir]
Kuru buz püskürtme yöntemi ile fırın malzemelerinin temizlenmesi

Karbondioksitle temizleme, parçaların temizlenmesi için, CO2'nin tüm aşamalarından faydalanan birkaç farklı yöntemi[8] ifade eder: temel yöntemler arasında katı kuru buz topakları, sıvı CO2, CO2 kar (melez bir yöntem) ve süperkritik CO2 bulunur. Farklı CO2 temizleme biçimleri, büyük jeneratörlerden sabit diskler ve optikler de dâhil küçük ve hassas parçalara kadar birçok nesne türünü temizleyebilir.[4]:270[9]

Peletler

[değiştir | kaynağı değiştir]

Peletli temizlemede ("Kuru buz püskürtme"), temizlenecek yüzeye nispeten büyük katı CO2 peletleri ateşlenir. Bu peletler yüzeye çarparak mekanik olarak kirletici parçacıkları yerinden çıkarır. Peletli temizlik sadece önemli darbelere dayanacak kadar sağlam yüzeyler için uygundur.[1][4]:276

Karla temizleme

[değiştir | kaynağı değiştir]

CO2 karıyla temizleme işleminde, sıkıştırılmış sıvı veya gaz halindeki karbondioksit, temizlenecek yüzeyi etkileyen katı parçacıklar ve gaz karışımına yoğuşarak bir memeden dışarı atılır.[1][4]:276 Püskürme hızları sıklıkla süpersoniktir.[10] Karla temizleme, momentum aktarımının (mekanik olarak kirletici parçacıkların yerinden çıkması) ve çözücü etkisinin bir birleşimi ile çalışır.[1][4]:273 CO2 temas halinde süblimleşir, hacim olarak 800 kata kadar artar, böylece parçacıkları süpürmek için bir basınç oluşturur.[10] CO2 ayrıca hidrokarbon kirleticilerini de çözer ve düşük sıcaklığı parmak izi gibi kalıntıları gevretir ve bu da onların süpürülmesini kolaylaştırır.[2][11]

Karla temizleme havacılık, otomotiv, medikal, optik, yarı iletken ve uzay endüstrilerinde kendine uygulama alanı bulmuştur.[2][4]:270[11] Hassas yüzeyler için uygun yumuşak bir temizlik sağlayabilir. Karbondioksit karıyla temizlemenin etkinliği, ışık mikroskopisi, parçacık sayımı, taramalı elektron mikroskopisi, mikro sondalama, X-ışını fotoelektron spektroskopisi, atomik kuvvet mikroskopisi[12][13] ve kütle spektroskopisi ile gösterilmiştir.[4]:279 Bir karbondioksit kar temizleme sistemi için ekipman maliyetleri, temel bir sistem için 1500 ABD doları ile bir üst düzey otomatik ünite için 50.000 ABD doları arasında değişebilir.[4] Çok yüksek saflıkta CO2 genellikle yeni kirleticilerin girişini önlemek için kullanımının gerekmesine rağmen malzeme maliyetleri nispeten düşüktür.

Süperkritik akışkan

[değiştir | kaynağı değiştir]

Kritik noktasının üzerindeki sıcaklık ve basınçlarda, CO2 son derece düşük yapışkanlık ve yüksek çözücülük sergileyen süper kritik bir sıvı olarak korunabilir. Bu yöntemi uygulamak için, temizlenecek parçalar daha sonra süperkritik CO2 ile doldurulmuş bir basınçlı kap içine alınır. Bu yöntem, mikroelektronik gibi küçük ve hassas parçalar için uygundur ve partikül giderme için ideal değildir.[1][14] Temizliğin yanı sıra, süperkritik karbondioksit uygulamaları, hedeflenen kimyasaldan süperkritik sıvı çıkartılmasını ve malzemelerin işlenmesini içerir.

Sıvı CO2 yıkama

[değiştir | kaynağı değiştir]

Sıvı CO2 yıkama, süperkritik sıvı CO2 yıkama gibi, yüksek çözgen CO2 gücüne dayanır,[4]:275 ancak daha düşük sıcaklık ve basınçlarda, ikincisi uygulamayı daha basit hale getirir. Sıvı CO2 süperkritik sıvının çözücü gücüne sahip olmadığından, yöntemin etkinliğini artırmak için çalkalama ve yüzey aktif maddeler eklenebilir. Sıvı CO2 kuru temizleme ve işlenmiş parçaların yağdan arındırılması işlemlerinde kullanılmıştır.

Geçmişi

[değiştir | kaynağı değiştir]

1930'larda karbondioksitle temizlik tasarlandı ve "pelet" yaklaşımı 1970'lerde E. E. Rice, C. H. Franklin ve C. C. Wong tarafından geliştirildi.[4]:276

CO2 karıyla temizleme, mikron altı ölçekli parçacıkları temizleme özelliğiyle, ilk olarak 1985-1986'da konuyla ilgili yayınlanan Arizona Üniversitesi'nden Stuart Hoenig'e kredilendirilmiştir.[4]:277[15] Hoenig, teknolojiyi göstermek için ABD'yi gezmiş ve sonunda süreç için Venturi nozulları geliştiren BOC Grubu'nun ve düz nozullar geliştiren Hughes Aircraft'ın ilgisini çekti.[16] CO2 karıyla temizleme, Fraunhofer IPA Üretim Mühendisliği ve Otomasyon Enstitüsü tarafından uçak gövdelerinden boya çıkarmak amacıyla daha da geliştirilmiştir.[11]

Ağızlık (İng: Nozzle) tasarımı, karbondioksit karıyla temizleme performansında kuru buz parçacıklarının boyutunu ve hızını etkileyen en önemli etmendir.[4]:277–278 Ağızlık tasarımındaki değişimler W.H. Whitlock, L.L. Layden, Applied Surface Technologies ve Sierra Systems Group tarafından geliştirilmiştir.[4]:277

Konular

[değiştir | kaynağı değiştir]

Güvenlik

[değiştir | kaynağı değiştir]

CO2 ile temizleme bazı güvenlik riskleri doğurabilir. İşlem tehlikeli maddelerin uzaklaştırılması için kullanılıyorsa, havalandırma akışında bu malzemelere maruz kalmamak için önlemler alınmalıdır. CO2 akışı kriyojenik olduğundan, doğrudan cilt temasıyla yaralanmaya neden olabilir. Ayrıca, çalışma alanındaki karbondioksit konsantrasyonunun güvenli seviyeleri aşmamasına dikkat edilmelidir.[4]:272[17]

Bulaşma

[değiştir | kaynağı değiştir]

Bazı ticari karbondioksit türleri, temizlenmekte olan yüzeyde geride bırakılabilen ağır hidrokarbon izleri içerebilir. Temizleme ekipmanının kendisinden kaynaklanan aşındırıcı parçacıkların da filtrelenmesi gerekebilir. Karbondioksit akışının düşük sıcaklığı, sıcak plakalar, ısı tabancaları, ısı lambaları veya kuru kutular ile hafifletilebilen parça üzerinde nem yoğuşmasına neden olabilir.[4]:292–294

Statik yük

[değiştir | kaynağı değiştir]

Akıcı gazın neden olduğu iyonlaşma, iletken olmayan parçalar üzerinde potansiyel olarak zarar verici statik yük birikmesine neden olabilir. Bu, topraklama veya pozitif iyonlaşma kaynakları ile hafifletilebilir.[4]:294

Kaynakça

[değiştir | kaynağı değiştir]
  1. ^ a b c d e "Carbon Dioxide Snow Cleaning > Cleaning Methods" [Karbondioksit Karıyla Temizleme > Temizleme Yöntemleri]. co2clean.com (İngilizce). Applied Surface Technologies. 12 Ağustos 2016 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 13 Ağustos 2015. 
  2. ^ a b c "Carbon Dioxide Snow Cleaning > About Us" [Karbondioksit Karıyla Temizleme > Hakkımızda]. co2clean.com (İngilizce). Applied Surface Technologies. 25 Ocak 1999 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 4 Ağustos 2015. 
  3. ^ "What is Dry Ice Blasting (Cleaning)?" [Kuru Buzla Patlatma (Temizleme) Nedir?] (İngilizce). Cold Jet. 6 Temmuz 2007 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 23 Eylül 2015. 
  4. ^ a b c d e f g h i j k l m n o p q r Sherman, Robert; Adams, Paul (1995). "Carbon Dioxide Snow Cleaning – The Next Generation of Clean" [Karbondioksit Karıyla Temizleme - Yeni Nesil Temizlik] (PDF). Precision Cleaning (İngilizce). ss. 271-300. 25 Eylül 2015 tarihinde kaynağından arşivlendi (PDF). Erişim tarihi: 24 Eylül 2015. 
  5. ^ a b "Carbon Dioxide Snow Cleaning > Applications" [Karbondioksit Karıyla Temizleme > Uygulamalar]. co2clean.com (İngilizce). Applied Surface Technologies. 12 Ağustos 2016 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 23 Eylül 2015. 
  6. ^ a b "Industries and applications" [Endüstriler ve uygulamalar] (İngilizce). Cold Jet. 26 Mart 2010 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 23 Eylül 2015. 
  7. ^ Jantzen, Stephan; Decarreaux, Thomas; Stein,, Martin; Kniel, Karin; Dietzel, Andreas (2018). "CO2 snow cleaning of miniaturized parts" [Minyatür parçaların CO2 karıyla temizliği]. Precision Engineering (İngilizce), 52. Elsevier B.V. ss. 122-129. ISSN 0141-6359. 
  8. ^ "Carbon Dioxide Snow Cleaning equipment" [Karbondioksit Karıyla Temizleme Ekipmanları]. co2clean (İngilizce). Applied Surface Technologies. 25 Ocak 1999 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 24 Mayıs 2016. 
  9. ^ "Cleaning Comparisons of CO2 Snow to Ultrasonics and High Speed Air Jets" [CO2 Karının Ultrasonik ve Yüksek Hızlı Hava Jetleri ile Karşılaştırılması] (İngilizce). 2016. 24 Nisan 2020 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 16 Nisan 2020. 
  10. ^ a b "How does CO2 Blasting Work?" [CO2 Patlatma Nasıl Çalışır?] (İngilizce). Cold Jet. 9 Kasım 2007 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 23 Eylül 2015. 
  11. ^ a b c "Space probes: sterile launch into outer space" [Uzay sondaları: uzaya steril fırlatma]. Phys Org (İngilizce). Fraunhofer-Gesellschaft. 3 Ağustos 2015. 28 Eylül 2015 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 4 Ağustos 2015. 
  12. ^ "Carbon Dioxide Snow Cleaning > Atomic Force Microscopy" [Karbondioksit Karıyla Temizleme > Atomik Kuvvet Mikroskopisi]. co2clean.com (İngilizce). Applied Surface Technologies. 12 Ağustos 2016 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 24 Mayıs 2016. 
  13. ^ Chernoff; Sherman (2010). "Resurrecting dirty atomic force microscopy calibration standards" [Kirli atomik kuvvet mikroskopi ayarlama standartlarını yeniden canlandırma]. J. Vac. Sci. Technol. B (İngilizce). 28 (3). s. 643. Bibcode:2010JVSTB..28..643C. doi:10.1116/1.3388847. 
  14. ^ Weibel, Gina; Ober, Christopher (2003). "An overview of supercritical CO2 9applications in microelectronics processing" [Mikroelektronik üretimde süperkritik CO2 uygulamalarına genel bakış]. Microelectronic Engineering (İngilizce). 65 (1–2). ss. 145-152. doi:10.1016/S0167-9317(02)00747-5. 
  15. ^ A US 5125979 A, Swain, Eugene A.; Stephen R. Carter & Stuart A. Hoenig, Jun 30, 1992 tarihinde yayımlandı 
  16. ^ "Carbon Dioxide Snow Cleaning > FAQs" [Karbondioksit Karıyla Temizleme > SSS]. co2clean.com (İngilizce). Applied Surface Technologies. 12 Ağustos 2016 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 23 Eylül 2015. 
  17. ^ "Carbon Dioxide Snow Cleaning > Safety Issues" [Karbondioksit Karıyla Temizleme > Güvenlik Konuları]. co2clean.com (İngilizce). Applied Surface Technologies. 12 Ağustos 2016 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 23 Eylül 2015. 
"https://tr.wikipedia.org/w/index.php?title=Karbondioksitle_temizleme&oldid=33753997" sayfasından alınmıştır