Metoda površinske obdelave laserskih palic iz safirnega kristala, dopiranih s titanom

Kristali titana iz dragih kamnov Ti:Al2O3 (koncentracija dopiranja 0,35 mas. % Ti2O3), katerih kristalni surovci so v skladu z diagramom poteka postopka površinske obdelave laserske palice iz titana iz dragih kamnov po predmetnem izumu, so prikazani na sliki 1. Specifični koraki priprave postopka površinske obdelave laserske palice iz titana iz dragih kamnov po predmetnem izumu so naslednji:

<1> Orientacijsko rezanje: kristal titanovega dragulja se najprej orientira, nato pa se razreže v tetragonalni stebrast prazen kos, pri čemer se pusti dodatek za obdelavo približno 0,4 do 0,6 mm, odvisno od velikosti dokončane laserske palice.

<2>Grobo in fino brušenje kolone: ​​Surovec kolone se z brusilnimi ploščami iz silicijevega karbida ali borovega karbida granulacije 120~180# na stroju za grobo brušenje zbrusi v tetragonalni ali valjasti prečni prerez, z napako zoženja in odstopanja od okroglosti ±0,01 mm.

<3> Obdelava čelnih ploskev: lasersko brušenje dveh čelnih ploskev titana z dragimi kamni se izvede z brušenjem borovega karbida W40, W20 in W10 na jeklenem disku. Pri brušenju je treba pozornost nameniti merjenju navpičnosti čelne ploskve.

<4> Kemično-mehansko poliranje: kemično-mehansko poliranje je postopek poliranja kristalov na polirni blazinici s kapljicami vnaprej pripravljene raztopine za kemično jedkanje. Obdelovanec in polirna blazinica se polirajo glede na relativno gibanje in trenje, medtem ko se poliranje zaključi v raziskovalni brozgi, ki vsebuje kemično jedkalno sredstvo (imenovano polirna tekočina).

<5> Jedkanje s kislino: Titanove palice iz dragih kamnov se po poliranju, kot je opisano zgoraj, dajo v mešanico H2SO4:H3PO4 = 3:1 (v/v) pri temperaturi 100–400 °C in jedkajo s kislino 5–30 minut. Namen je odstraniti sledi poliranja na površini laserske palice, ki nastanejo zaradi mehanskih poškodb podpovršine, in odstraniti različne madeže, da se doseže atomska gladkost in ravna mrežasta celovitost čiste površine.

<6> POVRŠINSKA TOPLOTNA OBDELAVA: Da bi dodatno odpravili površinske napetosti in praske, ki so nastale zaradi predhodnega postopka, in dosegli sploščeno površino na atomski ravni, smo titanovo palico iz dragega kamna po jedkanju s kislino 5 minut sprali z deionizirano vodo, nato pa jo v vodikovi atmosferi za 1 do 3 ure postavili v okolje s temperaturo 1360 ± 20 °C pri konstantni temperaturi in jo podvrgli površinski toplotni obdelavi.