Metoda obróbki powierzchni prętów laserowych z kryształu szafirowego domieszkowanego tytanem

Kryształy kamieni szlachetnych z tytanu Ti:Al2O3 (stężenie domieszki 0,35% wag. Ti2O3), których półfabrykaty kryształowe są zgodne ze schematem blokowym procesu metody obróbki powierzchni pręta laserowego do obróbki kryształów kamieni szlachetnych z tytanu według niniejszego wynalazku, pokazano na rys. 1. Szczegółowe etapy przygotowania metody obróbki powierzchni pręta laserowego do obróbki kryształów kamieni szlachetnych z tytanu według niniejszego wynalazku są następujące:

<1> Cięcie orientacyjne: kryształ tytanu jest najpierw orientowany, a następnie cięty na czworokątny pręt w kształcie kolumny, z pozostawieniem naddatku na obróbkę wynoszącego około 0,4 do 0,6 mm, zależnie od rozmiaru gotowego pręta laserowego.

<2>Szlifowanie zgrubne i dokładne kolumny: Półfabrykat kolumny jest szlifowany na przekrój czworokątny lub cylindryczny za pomocą materiału ściernego z węglika krzemu lub węglika boru o ziarnistości 120~180# na szlifierce zgrubnej, przy czym błąd stożkowatości i odchyłki od okrągłości wynosi ±0,01 mm.

<3> Obróbka powierzchni czołowej: tytanowy pręt laserowy z kamieniem szlachetnym, dwie kolejne obróbki powierzchni czołowej, szlifując powierzchnię czołową węglikiem boru W40, W20, W10 na tarczy stalowej. W procesie szlifowania należy zwrócić uwagę na pomiar pionowości powierzchni czołowej.

<4> Polerowanie chemiczno-mechaniczne: polerowanie chemiczno-mechaniczne to proces polerowania kryształów na tarczy polerskiej za pomocą kropli gotowego roztworu do trawienia chemicznego. Polerowanie przedmiotu obrabianego i tarczy polerskiej odbywa się pod kątem ruchu względnego i tarcia, podczas gdy w zawiesinie badawczej zawierającej środek do trawienia chemicznego (zwany płynem polerującym) polerowanie jest dokończone za pomocą.

<5> Trawienie kwasem: Tytanowe pręty z kamieniami szlachetnymi, po wypolerowaniu zgodnie z powyższym opisem, umieszcza się w mieszaninie H2SO4:H3PO4 w stosunku 3:1 (v/v) w temperaturze 100–400°C i trawi kwasem przez 5–30 minut. Celem jest usunięcie śladów polerowania na powierzchni pręta laserowego, powstałych w wyniku mechanicznego uszkodzenia podpowierzchniowego, oraz usunięcie różnorodnych przebarwień, aby uzyskać atomową gładkość i płaską integralność sieciową czystej powierzchni.

<6> OBRÓBKA CIEPLNA POWIERZCHNI: Aby jeszcze bardziej wyeliminować naprężenia powierzchniowe i zarysowania powstałe w poprzednim procesie oraz uzyskać spłaszczoną powierzchnię na poziomie atomowym, pręt tytanowy z kamieniem szlachetnym po trawieniu kwasem został opłukany wodą dejonizowaną przez 5 minut, a następnie umieszczony w środowisku o temperaturze 1360 ± 20° C. w stałej temperaturze przez 1 do 3 godzin w atmosferze wodoru i poddany obróbce cieplnej powierzchni.