Birçok insan bize "Kuru buz nasıl temizlik yapıyor?" diye soruyor. Cevabımızda, "Göründüğünden daha fazlası var!"
Diğer kumlama yöntemleri, yüzeydeki kirleticileri temizlemek için temizlik esnasında kullandıkları malzemeler öncelikle kinetik kuvveti uygular. Kuru buz temizlik yöntemi de kinetik kuvvet uygularken kuru buzun benzersiz özellikleri göz önüne alındığında daha verimli bir temizlik işlemine yol açan iki faktör daha uygular.
Darbe
Peletlerin etkisi Kinetik Enerji Etkisi yaratır. Yumuşak kuru buz, süpersonik hızlarda özel olarak tasarlanmış nozullar aracılığıyla basınçlı hava ile hızlandırılır.
Soğuk
Kuru buz peletlerinin soğuk sıcaklığı bir Termal Etki yaratır. Kuru buzun sıcaklığı (-109°F / -78.9°C), kirleticinin kırılganlaşmasına neden olur. Bu, alt tabaka ile kirletici madde arasındaki bağın kopmasına yardımcı olur.
Genleşmesi
Kuru buz peletlerinin genleşmesi, kuru buz topakları çarpma anında süblimleşir, boyut olarak hacimsel olarak genişler ve kirleticiyi giderir.
Şimdi kuru buz temizlik yönteminin, temizleme sürecine katkıda bulunan üç ana faktörü daha derinlemesine inceleyelim. Kuru buz temizlik yöntemi, kirleticileri temizlemek için üç ana faktörü birleştirir:
Pelet Kinetik Enerji
Termal Şok Etkisi
Termal-Kinetik Etki
1) Pelet Kinetik Enerjisi
Kuru buz, süpersonik hızlara çıkması için basınçlı hava ile hızlandırılır. Kuru buz, temizlenen tabaka ile çarpıştığında kinetik bir etki yaratır .
Yüksek çarpma hızlarında ve doğrudan kafa kafaya çarpma açılarında bile, katı CO2 peletlerinin kinetik etkisi, diğer temizleyicilere (kum, PMB) kıyasla minimum düzeydedir. Bunun nedeni, diğer temizleyiciler kadar yoğun ve sert olmayan katı bir CO2 partikülünün (Mohs Sertlik Ölçeğinde 1,5 – 2) yumuşaklığıdır.
Ayrıca, pelet çarpma anında neredeyse anında katıdan gaza geçiş yapar. Kaplamaya veya alt tabakaya çok az darbe enerjisi aktarılır, bu nedenle kuru buz temizleme işleminin aşındırıcı olmadığı kabul edilir.
2) Termal Şok Etkisi
Kuru buzun sıcaklığı (-109°F / -78.9°C), termodinamik şoka neden olur, bu da kirleticinin kırılganlaşmasına ve büzülmesine neden olur . Ortaya çıkan mikro çatlama, yüzey ile kirletici madde arasındaki bağın kopmasına yardımcı olur.
Darbe üzerine kuru buzun anlık süblimleşmesi (katıdan gaza faz değişimi), yüzey kirleticinin çok ince üst tabakasından maksimum ısıyı emer. Gizli süblimleşme ısısı nedeniyle maksimum ısı emilir.
Kaplama üst tabakasından kuru buza çok hızlı ısı transferi, kirletici içindeki ardışık mikro tabakalar arasında son derece büyük bir sıcaklık farkı yaratır. Bu keskin termal gradyan, mikro tabakalar arasında lokalize yüksek kesme gerilmeleri üretir. Üretilen kesme gerilmeleri ayrıca kirleticinin termal iletkenliğine ve termal genleşme/büzülme katsayısına ve ayrıca alttaki substratın termal kütlesine de bağlıdır.
Çok kısa bir süre içinde üretilen yüksek kesme, katmanlar arasında hızlı mikro çatlaklara neden olur ve bu da kirletici madde ile alt tabakanın yüzeyi arasındaki bağın bozulmasına neden olur.
3) Termal – Kinetik Etki
Çarpma üzerine, birleşik darbe enerjisi kaybı ve pelet ile yüzey arasındaki son derece hızlı ısı transferi, kuru buz parçacıklarının anında süblime olmasına veya genleşmesine ve doğal gaz durumuna geri dönmesine neden olur.
Katıdan gaza bu faz geçişi sırasında, kuru buzun hacmi birkaç milisaniyede 800 kata kadar genişler ve kirletici maddeyi alt tabakadan kaldırır. Bu, temas noktasında etkili bir “mikro patlama”dır.
“Mikro patlama”, termal olarak kırılmış kaplama parçacıklarının alt tabakadan kaldırılması için geliştirilmiştir. Bunun nedeni, kuru buz parçacığının çarpma sırasında kütlesini yüzey boyunca dağıtma eğiliminde olan geri tepme enerjisi eksikliğidir.
CO2 gazı yüzey boyunca dışarı doğru genişler ve bunun sonucunda ortaya çıkan “patlama şoku cephesi” etkin bir şekilde yüzey ile termal olarak parçalanmış kirletici partiküller arasında odaklanmış bir yüksek basınç alanı sağlar. Bu, parçacıkları yüzeyden uzaklaştırmak için çok verimli bir kaldırma kuvveti ile sonuçlanır.
