Titano legiruotų safyro kristalų lazerinių strypų paviršiaus apdorojimo metodas

Titano brangakmenio kristalai Ti:Al2O3 (legiravimo koncentracija 0,35 % masės Ti2O3), kurių kristalų ruošiniai atitinka šio išradimo titano brangakmenio kristalo lazerinio strypo paviršiaus apdorojimo metodo proceso srauto diagramą, parodyti 1 paveiksle. Konkretūs šio išradimo titano brangakmenio kristalo lazerinio strypo paviršiaus apdorojimo metodo paruošimo etapai yra tokie:

<1> Orientacinis pjovimas: titano brangakmenio kristalas pirmiausia orientuojamas, o tada supjaustomas į tetragoninį stulpelio formos ruošinį, paliekant maždaug 0,4–0,6 mm apdorojimo toleranciją pagal pagaminto lazerinio strypo dydį.

<2> Kolonos grubus ir smulkus šlifavimas: kolonos ruošinys grubiojo šlifavimo staklėmis šlifuojamas į tetragoninį arba cilindrinį skerspjūvį su 120–180# silicio karbido arba boro karbido abrazyvais, kurių kūgio ir apvalumo paklaida yra ±0,01 mm.

<3> Galinio paviršiaus apdirbimas: titano brangakmenio lazerinio strypo dviejų galinių paviršių apdirbimas nuosekliai, šlifuojant galinį paviršių ant plieninio disko W40, W20, W10 boro karbido. Šlifavimo procese reikia atkreipti dėmesį į galinio paviršiaus vertikalumą.

<4> Cheminis-mechaninis poliravimas: cheminis-mechaninis poliravimas – tai kristalų poliravimo ant poliravimo pagalvėlės procesas, kurio metu naudojami iš anksto paruošto cheminio ėsdinimo tirpalo lašai. Ruošinys ir poliravimo pagalvėlė poliruojami santykiniu judėjimu ir trinties koeficientu, o tiriamojoje srutoje, kurioje yra cheminio ėsdinimo medžiagos (vadinamo poliravimo skysčiu), poliravimas užbaigiamas.

<5> Rūgštinis ėsdinimas: titano brangakmenių strypai po poliravimo, kaip aprašyta aukščiau, dedami į H2SO4:H3PO4 = 3:1 (v/v) mišinį 100–400 °C temperatūroje ir ėsdinami rūgštimi 5–30 minučių. Tikslas – pašalinti lazerio strypo paviršiaus poliravimo proceso metu atsiradusius mechaninius popaviršinius pažeidimus ir įvairias dėmes, kad būtų pasiektas lygus, plokščias ir švarus paviršius, primenantis atominį grotelių vientisumą.

<6> PAVIRŠIAUS TERMINIS APDOROJIMAS: Siekiant dar labiau pašalinti paviršiaus įtempius ir įbrėžimus, atsiradusius dėl ankstesnio proceso, ir gauti atominiu lygmeniu išlygintą paviršių, titano brangakmenio strypas po rūgštinio ėsdinimo buvo 5 minutes skalaujamas dejonizuotu vandeniu, o titano brangakmenio strypas 1–3 valandas laikomas vandenilio atmosferoje, kurios pastovi temperatūra yra 1360 ± 20 °C, ir termiškai apdorotas paviršiumi.