Способ резки кристаллов

 

Использование: резка кристаллов высокотемпературных сверхпроводников. Сущность изобретения: гибкой нити для разрезания кристалла придают продольные колебания с частотой 20 - 30 Гц и продольное перемещение. Монокристалл разрезается на отрезки, обладающие хорошими эксплуатационными свойствами.

Изобретение относится к области экспериментальной техники рентгеноструктурного анализа (РСА). Может быть использовано и в других методах исследования, где ненарушаемость структуры при подготовке образца является принципиальным требованием, как и для РСА.

Известен способ, заключающийся в резке органических кристаллов тонкой ( ⊘ 6 мкм) и гибкой капроновой мононитью с растворителем, соответствующим веществу кристалла.

Способ тонкой резки обеспечивает настолько малые и локально сосредоточенные воздействия на кристалл, что позволяет отрезать кубики до 0,2 х 0,2 х 0,2 мм³ из самых непрочных, с выраженной спайностью кристаллов, что невозможно никаким иным способом.

Однако указанный в описании прототипа способ непригоден для резки высокотемпературных сверхпроводников (ВТС) в силу его ограничений лишь органическими кристаллами и малопрочной органической нитью, непригодной для неорганики в качестве механического режущего элемента.

Наиболее близким из известных является способ резки кристаллов, при котором на кристалл воздействуют гибкой нитью, которой придают основные продольные колебания и перемещают ее вдоль оси, а в зону резания подают абразивный порошок и смазку.

В этом способе кристалл разрезается перемещающейся нитью, которая получает и продольные колебания, однако, при известной величине этих колебаний нельзя получить качественное разрезание неорганических кристаллов.

Данный способ обеспечивает возможность разрезания неорганических кристаллов при ненарушаемости структуры отрезанных образцов, расширение возможностей использования ценных монокристаллов в сростках или хороших участков в больших кристаллах и обломках, расширение возможности эксперимента за счет многоцелевого использования частей больших кристаллов при их разрезании, повышение точности структурных результатов за счет получения образцов более оптимального размера и лучшего качества.

Это достигается тем, что в способе резки кристаллов, при котором на кристалл воздействуют гибкой нитью, которой придают основные продольные колебания и перемещают ее вдоль оси, а в зону резания подают абразивный порошок и смазку, согласно изобретению, гибкой нити придают продольные колебания с частотой 20-30 Гц.

Способ осуществляют следующим образом.

На основании укрепляют держатель с кристаллом.

Кристалл разрезается тонкой металлической нитью, как пилой, при добавлении тонкого абразивного порошка и жидкого вазелинового масла для удержания порошка. При этом нить совершает одновременно два продольных колебательных движения: одно - быстрое, с частотой 20-30 Гц с малой амплитудой, необходимое для ускорения резки, а другое движение - значительно более медленное и на всю длину нити для распределения износа по всей нити.

Способ осуществляется следующим образом.

Нить - вольфрамовая проволока ⊘ 17 мкм и длиной 150 мм. Частота колебаний нити - около 20 колебаний в 1 с, амплитуда около 1 мм. Время резки кристалла ВТСП с твердостью 7 баллов с поперечным сечением 0,2х0,3 мм² около 5 мин. Одной нити достаточно на два таких разреза. Вместо разреза добавляют абразивный порошок N 14 и жидкое вазелиновое масло. Применение алмазной пасты вместо порошка должно улучшить ненарушаемость структуры. Процесс резки проводится под бинокулярным микроскопом МБС-9.

Проведена резка образца ВТСП и сравнение структурных результатов, полученных для исходного монокристалла размером 0,7х0,2х0,12 мм³ и для кристалла, от него отрезанного, размером 0,3х0,2х0,12 мм³. Показано, что профили рентгеновских отражений для обоих образцов (до и после резки) имеют одинаково хорошую форму (свидетельство ненарушаемости структуры), характерную для монокристаллов приемлемого для РСА качества. А фактор расходимости, характеризующий точность структурного определения, для отрезанного кристалла - 2,5%, значительно лучше, чем 5% для исходного, более анизометричного кристалла. Это также отражает ненарушенность структуры при резке и более точное введение поправок для отрезанного образца.

Формула изобретения

СПОСОБ РЕЗКИ КРИСТАЛЛОВ, при котором на кристалл воздействуют гибкой нитью, которой придают основные продольные колебания и перемещают ее вдоль оси, а в зону резания подают абразивный порошок и смазку, отличающийся тем, что гибкой нити придают основные продольные колебания с частотой 20 - 30 Гц.