Метод обработки поверхности лазерных стержней из сапфирового кристалла, легированного титаном

Кристаллы титанового драгоценного камня Ti:Al2O3 (концентрация легирования 0,35 мас.% Ti2O3), заготовки кристаллов которых соответствуют технологической схеме способа обработки поверхности лазерного стержня из титанового кристалла драгоценного камня настоящего изобретения, показаны на рис. 1. Конкретные этапы подготовки способа обработки поверхности лазерного стержня из титанового кристалла драгоценного камня настоящего изобретения следующие:

<1> Ориентационная резка: кристалл титанового драгоценного камня сначала ориентируется, а затем разрезается на заготовку в форме тетрагональной колонны, оставляя припуск на обработку примерно от 0,4 до 0,6 мм в соответствии с размером готового лазерного стержня.

<2>Грубая и тонкая шлифовка колонны: заготовка колонны шлифуется до тетрагонального или цилиндрического поперечного сечения абразивами из карбида кремния или карбида бора зернистостью 120~180# на станке для грубой шлифовки с погрешностью конусности и овальности ±0,01 мм.

<3> Обработка торцевой поверхности: лазерная обработка двух торцевых поверхностей титанового драгоценного камня последовательно с помощью шлифовального торца из карбида бора W40, W20, W10 на стальном диске. В процессе шлифования следует уделять внимание измерению вертикальности торцевой поверхности.

<4> Химико-механическая полировка: химико-механическая полировка - это процесс полировки кристаллов на полировальном круге с помощью капель предварительно сформулированного химического травильного раствора. Полировка заготовки и полировального круга для относительного движения и трения, в то время как в исследовательской суспензии, содержащей химическое травильное средство (называемое полировальной жидкостью), для завершения полировки с помощью.

<5> Кислотное травление: титановые стержни драгоценных камней после полировки, как описано выше, помещаются в смесь H2SO4:H3PO4 = 3:1 (об./об.) при температуре 100-400°C и травятся кислотой в течение 5-30 минут. Цель состоит в том, чтобы удалить процесс полировки на поверхности лазерного стержня, вызванный механическим подповерхностным повреждением, и удалить различные пятна, чтобы получить атомный уровень гладкости и плоской, решетчатой ​​целостности чистой поверхности.

<6> ТЕРМООБРАБОТКА ПОВЕРХНОСТИ: Для дальнейшего устранения поверхностных напряжений и царапин, образовавшихся в результате предыдущего процесса, и получения ровной поверхности на атомном уровне титановый стержень из драгоценного камня после кислотного травления промывали деионизированной водой в течение 5 минут, а затем титановый стержень из драгоценного камня помещали в среду с температурой 1360±20° C при постоянной температуре в течение 1–3 часов в атмосфере водорода и подвергали поверхностной термообработке.