Metóda povrchového spracovania laserových tyčí zo zafírového kryštálu dopovaného titánom

Kryštály titánového drahokamu Ti:Al2O3 (dopingová koncentrácia 0,35 hmotn. % Ti2O3), ktorých kryštálové polotovary sú znázornené podľa vývojového diagramu metódy povrchového spracovania laserovej tyče z titánového drahokamu podľa predloženého vynálezu, sú znázornené na obr. 1. Konkrétne kroky prípravy metódy povrchového spracovania laserovej tyče z titánového drahokamu podľa predloženého vynálezu sú nasledovné:

<1> Orientačné rezanie: kryštál titánového drahokamu sa najprv orientuje a potom sa nareže na štvoruholníkový stĺpovitý polotovar s ponechaním prídavku na spracovanie približne 0,4 až 0,6 mm v súlade s veľkosťou hotovej laserovej tyče.

<2>Hrubé a jemné brúsenie kolóny: Polotovar kolóny sa brúsi do štvoruholníkového alebo valcového prierezu s abrazívami z karbidu kremíka alebo karbidu bóru s hrúbkou 120~180# na hrubovacom brúsnom stroji s chybou kužeľovitosti a odchýlky od kruhovitosti ±0,01 mm.

<3> Opracovanie čelnej plochy: laserové opracovanie dvoch čelných plôch titánovou drahokamovou laserovou tyčou s postupným brúsením čelnej plochy karbidom bóru W40, W20, W10 na oceľovom kotúči. Pri brúsení je potrebné venovať pozornosť meraniu zvislosti čelnej plochy.

<4> Chemicko-mechanické leštenie: chemicko-mechanické leštenie je proces leštenia kryštálov na leštiacom kotúči kvapkami vopred pripraveného chemického leptacieho roztoku. Leštenie obrobku a leštiacej podložky zabezpečuje relatívny pohyb a trenie, pričom leštenie sa dokončí v suspenzii obsahujúcej chemické leptadlo (nazývanej leštiaca kvapalina).

<5> Leptanie kyselinou: Titánové tyče z drahokamov sa po leštení, ako je opísané vyššie, vložia do zmesi H2SO4:H3PO4 = 3:1 (v/v) pri teplote 100 – 400 °C a leptajú sa kyselinou 5 – 30 minút. Účelom je odstrániť leštiaci proces na povrchu laserovej tyče spôsobený mechanickým poškodením podpovrchu a odstrániť rôzne škvrny, aby sa dosiahla atómová úroveň hladkého a plochého, mriežkového celistvosti čistého povrchu.

<6> POVRCHOVÉ TEPELNÉ ÚPRAVY: Aby sa ďalej eliminovali povrchové napätia a škrabance vzniknuté v dôsledku predchádzajúceho procesu a dosiahol sa sploštený povrch na atómovej úrovni, titánová tyč z drahokamu sa po leptaní kyselinou opláchla deionizovanou vodou počas 5 minút a potom sa umiestnila do prostredia s konštantnou teplotou 1360 ± 20 °C na 1 až 3 hodiny vo vodíkovej atmosfére a podrobila sa povrchovému tepelnému spracovaniu.