روش پردازش سطح میله‌های لیزر کریستال یاقوت کبود آلاییده شده با تیتانیوم

بلورهای سنگ قیمتی تیتانیوم Ti:Al2O3 (غلظت آلایش 0.35 درصد وزنی Ti2O3)، که نمونه‌های بلوری آنها مطابق نمودار جریان فرآیند روش پردازش سطحی میله لیزر کریستال سنگ قیمتی تیتانیوم اختراع حاضر در شکل 1 نشان داده شده است. مراحل آماده‌سازی خاص روش پردازش سطحی میله لیزر کریستال سنگ قیمتی تیتانیوم اختراع حاضر به شرح زیر است:

<1> برش جهت‌دار: کریستال سنگ قیمتی تیتانیوم ابتدا جهت‌دار می‌شود و سپس با در نظر گرفتن اندازه میله لیزر تکمیل‌شده، با در نظر گرفتن حدود 0.4 تا 0.6 میلی‌متر فضای خالی برای پردازش، به یک قطعه خام ستونی شکل چهارضلعی برش داده می‌شود.

<2>سنگ‌زنی خشن و ریز ستون: قطعه خام ستون با استفاده از ساینده‌های کاربید سیلیکون یا کاربید بور با ضخامت 120 تا 180 اینچ بر روی دستگاه سنگ‌زنی خشن، به صورت یک مقطع چهارضلعی یا استوانه‌ای، با خطای مخروطی و ناگردشدگی ±0.01 میلی‌متر، سنگ‌زنی می‌شود.

<3> پردازش سطح انتهایی: دو سطح انتهایی با استفاده از سنگ‌های قیمتی تیتانیومی به صورت متوالی با سنگ‌های کاربید بور W40، W20 و W10 روی دیسک فولادی به صورت لیزری پردازش می‌شوند. در فرآیند سنگ‌زنی، باید به اندازه‌گیری میزان عمودی بودن سطح انتهایی توجه شود.

<4> پرداخت شیمیایی-مکانیکی: پرداخت شیمیایی-مکانیکی فرآیند پرداخت کریستال‌ها روی پد پرداخت با قطرات محلول اچینگ شیمیایی از پیش فرموله شده است. قطعه کار و پد پرداخت برای حرکت نسبی و اصطکاک صیقل داده می‌شوند، در حالی که در تحقیق، دوغاب حاوی عامل اچینگ شیمیایی (به نام مایع پرداخت) برای تکمیل پرداخت با کمک ...

<5> حکاکی اسیدی: میله‌های سنگ قیمتی تیتانیوم پس از پولیش همانطور که در بالا توضیح داده شد، در مخلوطی از H2SO4:H3PO4 = 3:1 (v/v) در دمای 100-400 درجه سانتیگراد قرار داده می‌شوند و به مدت 5 تا 30 دقیقه با اسید اچ می‌شوند. هدف از این کار، از بین بردن فرآیند پولیش روی سطح میله لیزر ناشی از آسیب مکانیکی زیرسطحی و از بین بردن انواع لکه‌ها است تا سطح اتمی صاف و مسطح و یکپارچگی شبکه‌ای سطح تمیز حاصل شود.

<6> عملیات حرارتی سطحی: به منظور حذف بیشتر تنش‌های سطحی و خراش‌های ایجاد شده به دلیل فرآیند قبلی و دستیابی به سطحی صاف در سطح اتمی، میله سنگ قیمتی تیتانیوم پس از اچینگ اسیدی به مدت 5 دقیقه با آب دیونیزه شستشو داده شد و میله سنگ قیمتی تیتانیوم در محیطی با دمای 1360±20 درجه سانتیگراد در دمای ثابت 1 تا 3 ساعت در جو هیدروژن قرار داده شد و تحت عملیات حرارتی سطحی قرار گرفت.