Спосіб обробки поверхні легованих титаном сапфірових лазерних стрижнів

Кристали дорогоцінного каменю титану Ti:Al2O3 (концентрація легування 0,35 мас.% Ti2O3), кристалічні заготовки яких відповідають технологічній схемі способу обробки поверхні кристалічного лазерного стрижня титанового дорогоцінного каменю цього винаходу, показані на рис. 1. Конкретні етапи підготовки способу обробки поверхні кристалічного лазерного стрижня титанового дорогоцінного каменю цього винаходу є такими:

<1> Орієнтаційне різання: кристал титанового дорогоцінного каменю спочатку орієнтується, а потім вирізається на чотирикутну заготовку у формі колони, залишаючи припуск приблизно від 0,4 до 0,6 мм відповідно до розміру готового лазерного стрижня.

<2>Грубе та тонке шліфування колони: заготовка колони шліфується до тетрагонального або циліндричного поперечного перерізу за допомогою абразивів з карбіду кремнію або карбіду бору 120~180# на машині для грубого шліфування з похибкою конусності та відхилення від круглості ±0,01 мм.

<3> Обробка торцевої поверхні: титановий дорогоцінний камінь лазерна планка двох торцевих поверхонь послідовно обробляється W40, W20, W10 шліфувальною торцевою поверхнею карбіду бору на сталевому диску. У процесі шліфування слід звернути увагу на вимірювання вертикальності торця.

<4> Хіміко-механічне полірування: хіміко-механічне полірування — це процес полірування кристалів на полірувальній подушечці краплями попередньо приготовленого розчину хімічного травлення. Полірувальна деталь і полірувальна подушка для відносного руху та тертя, перебуваючи в дослідницькій суспензії, що містить хімічний травильний агент (званий полірувальною рідиною), щоб завершити полірування за допомогою.

<5> Кислотне травлення: титанові стрижні дорогоцінних каменів після полірування, як описано вище, поміщають у суміш H2SO4:H3PO4 = 3:1 (об’єм/об’єм) при температурі 100–400°C і протравлюють кислотою протягом 5–30 хвилин. Мета полягає в тому, щоб усунути процес полірування на поверхні лазерної смуги, спричинений механічним пошкодженням під поверхнею, і видалити різноманітні плями, щоб отримати атомарний рівень гладкої та плоскої цілісності решітки чистої поверхні.

<6> ТЕРМІЧНА ОБРОБКА ПОВЕРХНІ: щоб додатково усунути поверхневі напруги та подряпини, що утворилися внаслідок попереднього процесу, і отримати вирівняну поверхню на атомарному рівні, титановий стрижень дорогоцінного каменю після травлення кислотою промивали деіонізованою водою протягом 5 хвилин, а титановий стрижень дорогоцінного каменю поміщали в середовище 1360±20°C при постійній температурі від 1 до 3 годин у в атмосфері водню і піддають термічній обробці поверхні.