在空气环境中基于激光等离子体清洗微纳颗粒的方法与流程

本技术涉及激光清洗，特别是涉及一种在空气环境中基于激光等离子体清洗微纳颗粒的方法、装置、计算机设备、存储介质和计算机程序产品。

背景技术：

1、激光等离子体清洗技术是一种利用激光产生等离子体，通过等离子体中的活性物质与产品表面发生物理或化学的反应从而达到清洗目的的技术。与传统激光清洗技术相比，等离子体冲击波去除技术具有高效，环保，对基底损伤小等多种优势，逐渐成为研究的热点。

2、目前，针对激光等离子体清洗方法的研究重点多在颗粒去除时的受力及去除后的效果上，而对于去除对象-“颗粒”本身研究较少，因此，基于现有研究结果得到的清洗方法考虑的因素较为局限，尤其是在对激光等离子体作用下，颗粒的相变、演化和清除规律等研究更少，难以保证对颗粒的清洗效果。

技术实现思路

1、基于此，有必要针对上述方法难以保证对颗粒的清洗效果的技术问题，提供一种在空气环境中基于激光等离子体清洗微纳颗粒的方法、装置、计算机设备、计算机可读存储介质和计算机程序产品。

2、第一方面，本技术提供了一种在空气环境中基于激光等离子体清洗微纳颗粒的方法。所述方法包括：

3、获取待清洗颗粒的颗粒直径和颗粒位置；所述颗粒位置表示所述待清洗颗粒在待清洗基底中所处的位置；

4、根据所述颗粒直径和预先确定的颗粒直径与受力角度之间的映射关系，确定所述待清洗颗粒对应的目标受力角度；所述目标受力角度为激光产生的等离子体的爆炸点位置与所述待清洗颗粒的颗粒位置之间的夹角；

5、根据所述目标受力角度和所述颗粒位置，确定激光的照射方向，按照所述照射方向发射激光，清洗所述待清洗颗粒。

6、在其中一个实施例中，所述颗粒直径与受力角度之间的映射关系包括多个颗粒直径区间，每个颗粒直径区间具有对应的受力角度区域；

7、所述根据所述颗粒直径和预先确定的颗粒直径与受力角度之间的映射关系，确定所述待清洗颗粒对应的目标受力角度，包括：

8、从所述映射关系包括的多个颗粒直径区间中，确定出所述颗粒直径对应的目标颗粒直径区间；

9、在所述目标颗粒直径区间对应的受力角度区域中，选择出一个受力角度，作为所述待清洗颗粒对应的目标受力角度。

10、在其中一个实施例中，所述颗粒直径与受力角度之间的映射关系通过下述方式确定：

11、构建样品基底与样品颗粒的仿真模型，以及确定影响颗粒演化和去除特性的多个目标影响因素；其中，所述样本颗粒建立在所述样品基底上；所述目标影响因素包括等离子体冲击波应力和颗粒直径；

12、以各个目标影响因素均作为变量，对所述样品颗粒进行清洗仿真，得到所述样品颗粒的破碎程度、所受应力强度、以及受力角度与颗粒直径之间的关系图；

13、基于所述关系图，分析得到所述颗粒直径与受力角度之间的映射关系。

14、在其中一个实施例中，所述基于所述关系图，分析得到所述颗粒直径与受力角度之间的映射关系之后，还包括：

15、获取实验基底和实验颗粒，所述实验颗粒设置于所述实验基底上；

16、通过实验设备对所述实验基底上的所述实验颗粒进行清洗实验，得到不同受力角度区域的实验颗粒的电子扫描电镜图；

17、对所述实验颗粒在清洗前后进行能谱分析，得到所述实验颗粒的能谱图；

18、基于所述电子扫描电镜图和所述能谱图，对所述颗粒直径与受力角度之间的映射关系进行验证。

19、在其中一个实施例中，所述确定影响颗粒演化和去除特性的多个目标影响因素，包括：

20、确定影响颗粒演化和去除特性的多个候选影响因素；

21、分别对所述样品颗粒在各个候选影响因素的作用下的相变/破碎情况进行仿真，得到所述各个候选影响因素对应的相变/破碎影像图；

22、基于所述各个候选影响因素对应的相变/破碎影像图，从所述多个候选影响因素中确定出影响颗粒演化和去除特性的多个目标影响因素。

23、在其中一个实施例中，所述基于所述各个候选影响因素对应的相变/破碎影像图，从所述多个候选影响因素中确定出影响颗粒演化和去除特性的多个目标影响因素，包括：

24、获取冲击波的传输压强关系式、冲击波的波阵面关系式，以及屈服应力与颗粒直径之间的关系式；

25、基于所述各个候选影响因素对应的相变/破碎影像图、所述传输压强关系式、波阵面关系式以及所述屈服应力与颗粒直径之间的关系式，从所述多个候选影响因素中确定出影响颗粒演化和去除特性的多个目标影响因素。

26、第二方面，本技术还提供了一种在空气环境中基于激光等离子体清洗微纳颗粒的装置。所述装置包括：

27、获取模块，用于获取待清洗颗粒的颗粒直径和颗粒位置；所述颗粒位置表示所述待清洗颗粒在待清洗基底中所处的位置；

28、确定模块，用于根据所述颗粒直径和预先确定的颗粒直径与受力角度之间的映射关系，确定所述待清洗颗粒对应的目标受力角度；所述目标受力角度为激光产生的等离子体的爆炸点位置与所述待清洗颗粒的颗粒位置之间的夹角；

29、清洗模块，用于根据所述目标受力角度和所述颗粒位置，确定激光的照射方向，按照所述照射方向发射激光，清洗所述待清洗颗粒。

30、第三方面，本技术还提供了一种计算机设备。所述计算机设备包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤：

31、获取待清洗颗粒的颗粒直径和颗粒位置；所述颗粒位置表示所述待清洗颗粒在待清洗基底中所处的位置；

32、根据所述颗粒直径和预先确定的颗粒直径与受力角度之间的映射关系，确定所述待清洗颗粒对应的目标受力角度；所述目标受力角度为激光产生的等离子体的爆炸点位置与所述待清洗颗粒的颗粒位置之间的夹角；

33、根据所述目标受力角度和所述颗粒位置，确定激光的照射方向，按照所述照射方向发射激光，清洗所述待清洗颗粒。

34、第四方面，本技术还提供了一种计算机可读存储介质。所述计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：

35、获取待清洗颗粒的颗粒直径和颗粒位置；所述颗粒位置表示所述待清洗颗粒在待清洗基底中所处的位置；

36、根据所述颗粒直径和预先确定的颗粒直径与受力角度之间的映射关系，确定所述待清洗颗粒对应的目标受力角度；所述目标受力角度为激光产生的等离子体的爆炸点位置与所述待清洗颗粒的颗粒位置之间的夹角；

37、根据所述目标受力角度和所述颗粒位置，确定激光的照射方向，按照所述照射方向发射激光，清洗所述待清洗颗粒。

38、第五方面，本技术还提供了一种计算机程序产品。所述计算机程序产品，包括计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：

39、获取待清洗颗粒的颗粒直径和颗粒位置；所述颗粒位置表示所述待清洗颗粒在待清洗基底中所处的位置；

40、根据所述颗粒直径和预先确定的颗粒直径与受力角度之间的映射关系，确定所述待清洗颗粒对应的目标受力角度；所述目标受力角度为激光产生的等离子体的爆炸点位置与所述待清洗颗粒的颗粒位置之间的夹角；

41、根据所述目标受力角度和所述颗粒位置，确定激光的照射方向，按照所述照射方向发射激光，清洗所述待清洗颗粒。

42、上述在空气环境中基于激光等离子体清洗微纳颗粒的方法、装置、计算机设备、存储介质和计算机程序产品，先获取待清洗颗粒的颗粒直径和颗粒位置，根据颗粒直径和预先确定的颗粒直径与受力角度之间的映射关系，确定待清洗颗粒对应的目标受力角度，最后根据目标受力角度和颗粒位置，确定激光的照射方向，按照照射方向发射激光，清洗待清洗颗粒。该方法考虑到颗粒直径和颗粒位置对颗粒清洗效果的影响，因此，提出了在进行清洗前，预先基于颗粒直径确定颗粒的目标受力角度，目标受力角度为保证颗粒清洗效果的最佳角度，因此，按照由目标受力角度和颗粒位置确定的照射方向发射的激光，对待清洗颗粒进行清洗，可以提高待清洗颗粒的清洗效果。