ВЫСОКОЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ КРИСТАЛЛЫ, ПОЛУЧЕННЫЕ ПРЕЦИЗИОННОЙ РЕЗКОЙ Российский патент 2022 года по МПК C30B33/00 C30B29/18 C30B29/66 B28D1/22 B28D5/00 H03H3/02 H03H9/02 H03H9/19 C03B20/00 H01L41/04 C30B7/10 

[0001] Эта заявка устанавливает приоритет для заявки на патент США №14/640146, поданной 6 марта 2015 г., которая устанавливает приоритет предварительной заявки на патент США №62/055503, поданной 25 сентября 2014 г. Эта и все другие публикации, упоминаемые в настоящем описании, включены в качестве ссылки в той же степени, как если бы каждая отдельная публикация или заявка на патент была конкретно и индивидуально указана и включена в качестве ссылки. Если определение или использование термина во включенной ссылке противоречиво или противоречит определению этого термина, предоставляемого в настоящей заявке, то применяется определение этого термина, предоставляемое в настоящей заявке, и определение этого термина в ссылке не применяется.

Область техники

[0002] Настоящее изобретение относится к технологии изготовления кристаллов.

Уровень техники

[0003] Описание уровня техники содержит информацию, которая может быть полезной для понимания сути настоящего изобретения. Не является признанием то, что какая-либо информация, представленная в настоящей заявке, является предшествующим уровнем техники или имеет отношение к заявленному настоящему изобретению, или то, что любая публикация, которая явно или неявно упоминается, является предшествующим уровнем техники.

[0004] Одна из проблем, относящаяся к известным кристаллам кварца, заключается в том, что ребра кристалла могут быть острыми и при падении подвержены разрушению. В Masters' Crystals™ описывается "Когерентный тетраэдрический кристалл" ("http://masterscrvstals.com/crvstal-shoppinq/coherence/coherence-crystal-<qet). Когерентный тетраэдрический кристалл создают из кварца, выращенного в лабораторных условиях, и вырезают и шлифуют для придания скошенных углов «для удобного обращения и меньшего шанса разрушения, при случайном падении». К сожалению, тетраэдрические кристаллы Masters' Crystals, очевидно, не имеют размеров и материалов, позволяющих пользователю получить оптимальные психологические, эмоциональные и фокусирующие эффекты.

[0005] Уже давно имеется необходимость в улучшении энергетической и вибрационной лечебной терапии, использующей драгоценные камни. Tree of Life Tech™ описывает кристаллы кварца, называемые как Vogel Crystals™, которые, как представляется, заполнены платиной, золотом, терапевтическими драгоценными камнями, минералами и другими гомеопатическими ингредиентами в соответствии с теорией, что гомеопатические ингредиенты будут находиться в резонансе с корпусом при помещении их в ямки, пробуренные в кристаллах Vogel Crystals и покрытые золотом. К сожалению, остается потребность в незаполненных кристаллах, способных формировать резонансы с частотами.

[0006] Таким образом, по-прежнему существует потребность в кристаллах, которые могут «звенеть» при введении в гармонический резонанс с акустическим, электромеханическим и электромагнитным излучением, причем частоты этих резонансов могут быть настроены путем уточнения размера и формы кристалла.

Раскрытие сущности изобретения

[0007] Объектом изобретения являются композиции и способы, в которых пьезоэлектрический синтетический кристалл кварца, выращенный методом гидротермального синтеза, вырезается с высокой точностью для образования тетраэдра, который идеально совмещен с молекулярной структурой кристалла кварца.

[0008] При использовании в настоящем описании и в приложенной формуле изобретения формы единственного числа включают множественное число, если из контекста явно не следует иное. Также, при использовании в настоящем описании, значение «в» включает «в» и «на», если из контекста явно не следует иное.

[0009] В некоторых аспектах объекта изобретения кристалл может иметь форму, которая модифицирована относительно обычной формы тетраэдра. Модифицированная форма тетраэдра имеет четыре идентичные или по существу идентичные треугольные грани, соединенные в четырех усеченных вершинах и шести скошенных ребрах. Шесть скошенных ребер имеют среднюю длину l, и среднюю ширину w; при этом 8≤l/w≤9,5 (наиболее предпочтительно соотношение 8,735). Используемый в настоящем описании термин «по существу идентичный» соответствует отклонению в пределах 2% по каждому размеру.

[0010] Размер и форма кристалла, по меньшей мере частично определяет гармонические резонансы, на которых объект изобретения «звенит» (или резонирует). Такие гармоники могут быть акустическими, электромеханическими или электромагнитными. Форма тетраэдра будет стремиться колебаться или резонировать через высоту усеченного кристалла, через диаметр вписанной в тетраэдр сферы, и с их верхними и нижними гармониками. Кроме того, будет иметь место суммарная и разностная частота указанных двух гармоник. В некоторых предполагаемых вариантах реализации объекта изобретения основная резонансная частота высоты кристалла находится в диапазоне от 335 до 345 кГц, наиболее предпочтительно 340,13 кГц, основная частота резонанса вписанной сферы находится в диапазоне от 560 до 570 кГц, наиболее предпочтительно 567,386 кГц, а гармоники соответствуют целым кратным и делителям основных резонансных частот (например, 1, 2, 3, 4, 5 и т.д.). Если смотреть с другой точки зрения, будет наблюдаться спектральный разброс в грубом приближении распределения Пуассона ниже основной гармоники, основная гармоника является при этом верхним пределом.

[0011] Эксперименты показали, что если кристалл вырезан с размерами или материалами, отличными от тех, что обеспечены настоящей заявкой, то звон отсутствует или сильно приглушен (например, приглушен более чем на 25%, более чем на 33%, более чем на 50%, более чем на 75% или даже более чем на 90%). Кроме того, кристаллы, изготовленные с таким размером и вырезанные в соответствии с объектом изобретения так, чтобы иметь показатель преломления точно или приблизительно равный 1,54421 (например, электромагнитное излучение распространяется в 1,54-1,55 раза медленнее, чем в вакууме), имеют взаимосвязь между электромеханическим резонансом и электромагнитным резонансом, которая усиливается на определенных гармониках. Предполагается, что это свойство дает или вносит вклад в психологические, эмоциональные и фокусирующие эффекты, заявленные опытными пользователями некоторых кристаллов согласно объекту изобретения. Целью объекта изобретения является обеспечение кристалла, который резонирует с водой (молекулы которой являются тетраэдрами) и живыми существами (чьи клетки заполнены водой).

[0012] Предполагается, что кристалл согласно объекту изобретения может содержать грани, имеющие среднее квадратичное отклонение шероховатости поверхности ≤20 ангстрем (20 нм), более предпочтительно среднее квадратичное отклонение ≤15 ангстрем (1,5 нм) и еще более предпочтительно среднее квадратичное отклонение ≤5 ангстрем (0,5 нм). Дополнительные характеристики некоторых кристаллов согласно объекту изобретения приведены в предварительной заявке на патент США №62/055503, которая включена в настоящую заявку в полном объеме. Следует понимать, что описание, представленное в заявке …503, направлено на конкретные варианты реализации и не должно интерпретироваться как ограничение объема объекта изобретения, представленного в настоящей заявке.

[0013] В некоторых предпочтительных вариантах реализации, длины каждого из шести скошенных ребер / являются по существу идентичными. Как описано выше, термин «по существу идентичный» соответствует отклонению в пределах 2% или меньше. В некоторых предполагаемых вариантах реализации длины шести ребер отличаются не более чем на 0,1%.

[0014] Дополнительно или альтернативно, некоторые кристаллы согласно объекту изобретения могут содержать скошенные ребра с шириной w, которые отличаются не более чем на 2% или даже не более чем на 0,1% от любой другой ширины скошенного ребра.

[0015] Соотношение длины к ширине скошенного ребра предпочтительно составляет от 8:1 до 9:1. В предполагаемых вариантах реализации, 8,3≤l/w≤9,2, и более предпочтительно 8,7≤l/w≤8,8. В других вариантах реализации соотношение l/w будет равняться 8,7348, или даже 8,734782608.

[0016] Перечисление диапазонов значений в настоящей заявке просто предназначено для использования в качестве сокращенного способа для указания каждого отдельного значения, находящегося в пределах диапазона, по отдельности. Если не указано иначе в настоящей заявке, каждое значение по отдельности включается в описание, как если бы оно был отдельно приведено в настоящей заявке. Все описанные в настоящем документе способы могут быть осуществлены в любом подходящем порядке, если не указано иного или это явно не противоречит контексту. Использование любых и всех примеров или иллюстративной формы (например «такой как»), предоставленных в соответствии с некоторыми вариантами реализации в настоящей заявке предназначено только для лучшего раскрытия изобретения и не накладывает ограничений на объем настоящего изобретения, кроме того, что заявлено в формуле изобретения. Никакая форма описания в настоящем описании не должна толковаться как указывающая на любой не заявленный в формуле изобретения элемент, существенный для практической реализации изобретения.

[0017] В других аспектах объекта изобретения усеченные вершины предпочтительно являются точно параллельными (или, по меньшей мере, отклонение в параллельных плоскостях находится в пределах 1 градуса, более предпочтительно в пределах по меньшей мере 0,5 градуса, и еще более предпочтительно в пределах 0,1 градуса) к по меньшей мере одному из четырех по существу идентичных треугольных граней. Кроме того, каждая из четырех усеченных вершин может быть шестиугольной, имеющей три ребра с по существу одинаковыми длинами у и тремя ребрами с по существу одинаковыми длинами z. Если три ребра, имеющие по существу одинаковые длины, не идентичны, предполагается, что длины (у или z) являются средним из соответствующих трех ребер. Длина ребер вершин у, деленная на ширину скошенных ребер w может варьироваться так, что 1,3≤y/w≤1,7, а более предпочтительно 1,4≤y/w≤1,6, а еще более предпочтительно y/w=1,458-1,459. Длина ребер вершин z, деленная на ширину скошенных ребер w может варьироваться так, что 0,8≤z/w≤1,2. С другой точки зрения, z/w может составлять 1±2%, более предпочтительно 1.

[0018] Различные объекты, признаки, аспекты и преимущества объекта изобретения станут более очевидными из последующего подробного описания предпочтительных вариантов реализации вместе с сопроводительными чертежами, на которых одинаковые числовые ссылки соответствуют одинаковым компонентам.

Краткое описание чертежей

[0019] Фигура 1А представляет собой вид сверху кристалла согласно объекту изобретения.

[0020] Фигура 1Б представляет собой вид сбоку кристалла согласно объекту изобретения.

Осуществление изобретения

[0021] Следующее описание предоставляет множество примеров вариантов реализации объекта изобретения. Хотя каждый вариант реализации представляет собой одну комбинацию оригинальных элементов, полагается, что объект изобретения содержит все возможные комбинации раскрытых элементов. Таким образом, если один вариант реализации содержит элементы А, В и С, а второй вариант реализации содержит элементы В и D, то объект изобретения также считается содержащим другие остающиеся комбинации из А, В, С или D, даже если они явно не раскрыты.

[0022] Объектом изобретения являются композиции и способы, в которых пьезоэлектрический синтетический кристалл кварца, выращенный методом гидротермального синтеза, вырезается с высокой точностью для образования тетраэдра, который идеально совмещен с молекулярной структурой кристалла кварца вдоль осей z (или с) и х+. Кварц должен быть кристаллическим и не содержать плавленый или аморфный диоксид кремния (SiO₂) (или, по существу, быть без плавленого или аморфного диоксида кремния (SiO₂)). С другой точки зрения, предпочтительно, чтобы выравнивание было в пределах одного углового градуса для обеих осей z и х+.

[0023] Кристаллы согласно объекту изобретения предпочтительно вырезают в соответствии с геометрическими уравнениями. В предпочтительных вариантах реализации изобретения необработанное ребро исходного тетраэдра выводится из среднего геометрического радиуса протона и планковского радиуса и применяется к протонному радиусу кристалла с необработанным ребром тетраэдра, определяя постоянную необработанного ребра (значение корня) е=26,9610 мм и определяя высоту h с использованием геометрической производной. Таким образом, необрезанная высота тетраэдра h (для которой значение корня составляет 26,9610 мм)=22,0136 мм. Дополнительно или альтернативно, вырез a_c каждой из 4 вершин определяется как, где, является "золотым отношением". Скосы ребер определяются как;. Специалист в данной области поймет, что золотое сечение ϕ связано с рядами Фибоначчи, и любое число в ряду, n, может быть вычислено с использованием уравнения:.

[0024] В некоторых предпочтительных вариантах реализации кристаллы вырезают из точно ориентированной по решетке заготовки синтетически выращенного гидротермальным синтезом с высокой чистотой SiO₂ искусственного кварца оптического качества. Предполагается, что некоторые кристаллы согласно объекту изобретения могут быть правовращающими кристаллами кварца. Также предполагается, что может быть вырезано несколько кристаллов из одного бруска синтетического кварца. Например, 25 кристаллов могут быть изготовлены из 25 кусков брусков синтетического кварца размером 20 мм × 20 мм × 20 мм, которые были вырезаны из бруска кварца с длиной 76,1-76,3 мм, шириной 240-265 мм, и глубиной 23-23,3 мм. В качестве другого примера, кристаллы могут быть изготовлены из бруска синтетического кварца, имеющего следующие размеры: 88,0±0,1 мм (х) на 30,0±0,2 мм (z) на 240 мм или более (у), и имеют значение добротности в инфракрасном диапазоне (точность колебаний в электрическом домене) по меньшей мере 3 миллиона.

[0025] Кристаллы предпочтительно вырезают таким образом, чтобы не использовался и не образовывался плавленый или аморфный SiO₂ во время любой процедуры в процессе производства, так как плавленый кварц становится аморфным и не может вести себя в электрических или энергетических доменах так же, как чистый синтетический кристаллический кварц.

[0026] С другой точки зрения, кристаллы предпочтительно вырезают таким образом, чтобы не более двух молекулярных слоев материала могли сплавиться на любой секущей плоскости или ребре в конечном продукте. Это может быть достигнуто в случае, если процесс резки и полирования не нагревает кристалл вблизи или выше температуры 573°С и без перехода в состояние плавленого кварца. Поэтому кристаллы согласно объекту изобретения предпочтительно вырезают из чистой синтетической кристаллической заготовки, и во время производственного процесса избегают чрезмерного нагрева.

[0027] На Фигурах 1А-1Б представлены виды сверху и сбоку кристалла согласно объекту изобретения, который вырезан в соответствии с вышеупомянутыми уравнениями. Следует отметить, что кристаллы, вырезанные согласно уравнениям объекта изобретения, могут быть основаны на любом подходящем значении корня, и это значение корня не ограничивается величиной 26,9610 мм.

[0028] Как показано на Фигурах 1А-1Б, кристалл 100 согласно объекту изобретения содержит четыре усеченные вершины 110а, 110b, 110с и 110d, и шесть скошенных ребер 120а, 120b, 120с, 120d, 120е и 120f. В показанном варианте реализации каждая из усеченных вершин является шестисторонней, причем три стороны имеют первую длину 2,684 мм ± 0,2 мм, а остальные три стороны имеют вторую длину 1,840 мм ± 0,2 мм. Стороны усеченных вершин предпочтительно чередуются между первой длиной и второй длиной, а расстояние от конца первой стороны до конца второй смежной стороны составляет 3,918 мм ± 0,2 мм. Каждое из шести скошенных ребер имеет прямоугольную форму и имеет размер 16,072 мм ± 0,2 мм на 1,840 мм ± 0,2 мм.

[0029] Кристалл 100 может быть получен из кристалла, имеющего необрезанные ребра или значения корней, например 26,9610 мм, и необрезанную высоту 22,0136 мм ± 0,2 мм, при этом кристалл вырезают в соответствии со следующим:

- высота h по геометрической производной

Дополнительно,

- Вырез или усечение ас каждой из 4 вершин определяется как , гдеявляется "золотым отношением".

- Скос ребер определяется как;. Специалист в данной области поймет, что золотое сечение, ϕ связано с рядами Фибоначчи, и любое число в ряду, n, может быть вычислено с использованием уравнения:

Итоговая высота такого кристалла будет равна 16,817 мм ± 0,2 мм.

[0030] Хотя приведенный выше пример представляет собой разрез кристалла в соответствии с приведенными выше уравнениями в предположении, что значение корня составляет 26,9610 мм, следует понимать, что другие кристаллы согласно объекту изобретения могут быть вырезаны в соответствии с приведенными выше уравнениями, но с использованием другого значения корня (например, 20 мм (меньшее значение корня), 34 мм (большее значение корня)). Любое подходящее значение корня может использоваться в сочетании с приведенными выше уравнениями для получения соответствующей высоты, выреза и скоса для обеспечения желаемого «звона» или резонанса.

[0031] В некоторых вариантах реализации объекта изобретения кристалл, вырезанный в соответствии с уравнениями, описанными в настоящей заявке, и имеющий значение корня 26,9610 мм, будет иметь следующие итоговые допуски:

- Допуск по

- диаметру и толщине: ±0,050 мм

- (W±0,1 мм)×(Н±0,1 мм)×(L+0,5/-0,1 мм) (L≥2,5 мм)

- (W±0,1 мм)×(Н±0,1 мм)×(L+0,1/-0,1 мм) (L<2,5 мм)

- Значения плоскостности являются расстоянием от выступа до впадины и равны λ/4, где λ=633 нм.

- Угловой допуск Δθ≤0,1°Δϕ≤0,1°.

- Световой диаметр составляет 90% от площади центра.

- Величина порога разрушения

[ГВт/см²] > 0,5 для длины волны 1064 нм, ТЕМ00, 10 нс, 10 Гц (с просветляющим покрытием) > 0,3 для длины волны 532 нм, ТЕМ00, 10 нс, 10 Гц (с просветляющим покрытием).

- Искажение волнового фронта <λ/8 на длине волны 633 нм.

- Внутреннее качество - отсутствие видимых путей рассеяния или центров

[проверка осуществляется зеленым лазером с мощностью 50 мВт]

- Измерения сертифицированы по NIST тестам.

- Типичная параллельность составляет 4 угловые минуты или лучше на исходных образцах.

- Типичное качество поверхности scratch-dig составляет 80-50 на исходных образцах, но может быть не гарантировано.

[0032] Специалистам в данной области техники должно быть очевидно, что возможны многие другие модификации, помимо уже описанных, без отклонения от сущности концепции изобретения в настоящей заявке. Таким образом, объект изобретения не может быть ограничен, кроме как в соответствии с прилагаемой формулой изобретения. Более того, при интерпретировании как описания изобретения, так и формулы изобретения, все термины должны толковаться максимально широким образом в соответствии с контекстом. В частности, термины «содержит» и «содержащий» следует толковать как ссылки на элементы, компоненты или этапы неисключительном виде, означая, что элементы, компоненты или этапы, на которые делается ссылка, могут присутствовать, использоваться или комбинироваться с другими элементами, компонентами или этапами, на которые не делается явная ссылка. В тех местах, где описание формулы изобретения ссылается на по меньшей мере один из нескольких элементов, выбранных из группы, состоящей из А, В, С… и N, текст следует толковать как требующий только один элемент из группы, а не А вместе с N, или В вместе с N и т.д.

Изобретение относится к технологии изготовления кристалла кварца. Способ вырезания кристалла из бруска синтетического кварца включает получение бруска синтетического кварца, вырезание из указанного бруска синтетического кварца кристалла в форме модифицированного правильного тетраэдра, содержащего четыре по существу идентичные треугольные грани, выполненные с возможностью задания четырех усеченных вершин и шести скошенных ребер, причем каждая из четырех усеченных вершин параллельна по меньшей мере одной из четырех по существу идентичных треугольных граней, при этом шесть скошенных ребер имеют среднюю длину l и среднюю ширину w, каждая из четырех усеченных вершин содержит три стороны у и три стороны z; причем 8≤1/w≤9,5, 1,3≤y/w≤1,7, 0,8≤z/w≤1,2; полировку указанного кристалла, причем вырезание и полировку осуществляют без нагревания бруска синтетического кварца выше 573°С и без перехода в состояние плавленого кварца. Полученные таким образом кристаллы резонируют с акустическим, электромеханическим и электромагнитным излучением в зависимости от размера и формы кристалла. 4 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Способ вырезания кристалла из бруска синтетического кварца, включающий:

получение бруска синтетического кварца,

вырезание из указанного бруска синтетического кварца кристалла в форме модифицированного правильного тетраэдра, содержащего четыре по существу идентичные треугольные грани, выполненные с возможностью задания четырех усеченных вершин и шести скошенных ребер, причем каждая из четырех усеченных вершин параллельна по меньшей мере одной из четырех по существу идентичных треугольных граней, при этом шесть скошенных ребер имеют среднюю длину l и среднюю ширину w, каждая из четырех усеченных вершин содержит три стороны у и три стороны z; причем

8≤1/w≤9,5,

1,3≤y/w≤1,7,

0,8≤z/w≤1,2;

полировку указанного кристалла, причем

вырезание и полировку осуществляют без нагревания бруска синтетического кварца выше 573°С и без перехода в состояние плавленого кварца.

2. Способ по п. 1, согласно которому брусок синтетического кварца имеет значение добротности в инфракрасном диапазоне по меньшей мере 3 миллиона.

3. Способ по п. 1, согласно которому размеры указанного бруска кварца выбирают такими, чтобы изготовить 25 кристаллов.

4. Способ по п. 1, согласно которому указанный брусок кварца имеет длину 76,1-76,3 мм, ширину 240-265 мм и глубину 23-23,3 мм.

5. Способ по п. 1, согласно которому длины каждого из шести ребер отличаются не более чем на 1%.