Способ оценки качества моно-КРиСТАллОВ РубиНА Советский патент 1981 года по МПК C30B11/10 

Изобретение относится к выращиванию монокристаллов, в частности к способам оценки качества монокристаллов, выращенных методом Вернейля, применяемых в часовой промышленности и может быть использовано при приемо ном контроле качества кристаллов на за водах-изготовителях рубина и входном контроле на предприятиях часовой про мышленности. Известен дифференциальный способ оценки качества монокристаллов рубина , выращенных для часовой промышленности в виде були по методу Вернейля, включающий измерение единичных показателей качества геометрических и структурных характеристик полубули, полученной в результате раскалывания були на две равные части вдоль оси роста для снятия внутренних напряжений. С помощью визуаль ного контроля по образцу определяют ее цвет и внешний вид. Геометрические размеры (диаметр, высоту, длину, длину цилиндрической части полубули) измеряют штангенциркулем согласно ГОСТу 166-77 или измерительной линейкой по ГОСТу 427-75. Погрешност контроля не превышает 1 мм. Измерительной линейкой в проходящем свете осветителя ОИ-24 определяют часть кристалла, пораженную.непроплавленностями, в процентах, и визуально количество в нем трещин и макропузырей . Поляризационным прибором любого типа измеряют ориентацию оптической оси кристалла к оси его роста. Сорт полубули определяют в соответствии сполученными значениями единичных показателей ее качества. В процессе производства часовых камней полубулю раскраивают и режут на пластины, а затем на заготовки, имеющие форму параллелепипеда. После порезки определ5иот количество годных заготовок для часовых камней, фактически полученных из монокристалла рубина . 9ем значительнее ёыход годных заготовок из полубули, тем более она удовлетворяет потребности часовой промышленности. Известный способ основан на определении значений единичных показателей качества каждой полубули в соответствии с номенкла- турой и сопоставлении их с соответствующими значениями для сортов этого вида продукции. Повышение сорта кристаллов связано с увеличением их геометрических размеров 6 уменьшением количества в них структурных несовер шенств (непроплавленностей,макропузы pjefi и трещин) Cl 1 Однако с увеличением размеров кристаллов вероятность появления в Н;их несовершенств возрастает, что пр водит к неоправданному снижению их сорта. Найденный сорт кристаллов, ка правило, не .соответствует их потреби тельской полезности, что затрагивает экономические интересы изготовителей и потребителей рубина. Цель изобретения - достижение больц|ёй достоверности в оценке качества 1 ристаллов в соответствии с их потре ительской полезностью и увеличение выхода сортной продукции, Указанная цель достигается тем, что число годных заготовок определяют до раскроя полубули по следующей формуле: Р 2р-п„)/10о}1( С )J (.,5п -57,0п, . (да количество годных заготовок; -из „каждого кристалла; L - длина полубули, лм длина цилиндрической части полубули, ММ ; ; В(2НС )/(O.QJ) ; D - диаметр полубули, MMJ Н - высота полубули, ммЕ, О-ИС- .заданные размеры параллелепипеда заготовки, мм; п - количество непроплавленностей, отн .ед,; количество макропузырей, шт .количество трещин, шт. На фиг.1 приведена схема раскроя .кристалла; на фиг.2 - схема раскроя одной из пластин полубули рубина. Способ осуществляют следующим образом. Берут полубулю рубина, измеряют значения геометрических размеров монокристалла: длину L , длину цилиндрической части Lp, , диаметр D, высо ту Н (фиг.1). Расчет производят ис ходя из эквивалентной поверхности п луцилиндра, высота которого состоит из собственно длины цилиндрической части и определенной доли U/3) осТсшьной части полубули (1-Ц,)/3. При толщине пластин С полубуля содержит их в количестве (1+21 ) где символ ... обозначает целую часть -от числа, заключенного в скоб ки. Пластина содержит LD/2C. вертия кальных полосок, в каждой из которы заключены заготовки высотой С- в ко личестве (фиг.2): pO tEF/C. где EF - ордината точки Е полуэллипса, ограничивающего пластину; р - количество заготовок в г-й полоске пластины при (г 1 , tD/2C). Ордината EF связана с абсциссой F rC, и длиной соответствующих поуосей эллип а соотношением /O I TEPVB/2откуда определя EF i2H.) V{0/2C,) - r ; (2H.C )/(0/С„ ) V(D/2C B(2H С )/(0.-C2) ; R(D/2C, ), И, суммируя выход заготовок для всеХ полосок, находят количество заготовок, заключенных в одной пластине Р„, 21 Р 27. t Поскольку слой заготовок, прилежащий к основанию пластины, вследствие его неровности не пригоден к использованию, то Р° 2(11; CR), Суммарное количество заготовок из полубули находят из соотношения v/ Р° 2(I BNfR -ri3- R}) Учет структурных несовершенств полубули производят следующим образом. Измеряют количество макропузырей () и трещин () в штуках, а также долю непроплавленностей tn) в общем объеме криста.лла в относительных единицах в проходящем свете осветителя ОИ--24. При оценке потерь заготовок по этим показателям качества исходят из следующих данных. Наличие непроплавленностей в полу-буле приводит не к потере такой доли заготовок, которая соответствует занимаемой ими части объема криста.лла Р: i-)PtL. наличие одного макропузыря в полуоуле - к потере в среднем 1,5 заготовокр р 1:ь5п„1 . а наличие одной трещины в полубуле к потере в среднем 57 заготовок. -57,0п, , С учетсяи всех перечисленных видов структурных несовершенств в кристалле рубина рассчитывают выход заготовок из полубули до ее порезки P 2 U-%VlOo)()CL 2g/5«;J-b,5nj-57,0n,.f Таким образом, до раскроя и порезки монокристалла рубина определяют количество годных заготовок, содержащихся в рассматриваемой полубуле.

Диапазрны численных значений Р по каждому сорту устанавливают в зависимости от конкретных требований потребителей и технологических условий производства продукции. По сортам приняты следующие границы 1000 шт., Е 700-1000 шт., Р. 300-700 шт.

В табл.1 приведены показатели качества наиболее часто встречающихся полубуль,определенные согласно предлагаемому способу,а также сортность, определенная по известному и предлагаемому способам.

Из таблицы следует, что повышение сорта кристаллов по предлагаемому способу полностью соответствует возрастанию их потребительской полезности. Способ осуществлён на выборке кристаллов объемом 1800 шт. из серийно выпускаем9й продукции.

В табл.2 приведены данные выхода сортной продукции по известному и предлагаемому способгш.

0

Как видно из таблицы, при осуцествлении предлагаемого способа повышается выход сортной продукции.

Таблица 1

I П

1097,0 841,0 932,0

m 610,0

тход

Предлагаемый способ

1 П

1667,0

1050,0

764,0

Ф

240,0 тход

Таблица 2

Известный способ 182;0

18,7 180,0 24,1 29,1 264,0 28,1 259,0 48,0

24,4 48,0 29,2 48,0 22,0 42,0 24,4

Формула изобретения Способ оценки качества монокристаллов рубина для часовой промышленности, выращенных в виде були по Вернейля, включающий измеренйб единичных показателей качества геметрических и структурных характериртик полубули, определение на осHofee этих показателей числа годных заготовок из одной полубули и установление сортности кристалла, отличающийся тем, что, с це|Пью большей достоверности в оценк качества кристаллов в соответствии с 1их потребительской полезностью и увеличения выхода сортной продукции число годных заготовок определяют udi раскроя полубули по следующей фс рмуле:,

роК2 ( 1-п„) /1.00 ),

) /3 . 5rq-57 .0пт ,

где Р - количество годных заготовок из каждого кристалла, L - длина полубули, мм/ L - длина цилиндрической части полубули,мм; с К «Р/2Сч ;

r ntRl;

В(2Н-С )/(0С) ;

D - диаметр полубули, мм/

Н - высота полубули,мм Q С- - заданные размеры параллелепипеда заготовки,ммf

п - количество непроплавленностей, отн.ед,,

п - количество макропуэырей, шт . ,

1 - количество трещин, шт.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе, 1, Корунд синтетический. Рубин-10, 20 ГОСТ 22929-76 {прототип).