Способ механической вихревой обработки кристаллов



Способ механической вихревой обработки кристаллов
Способ механической вихревой обработки кристаллов
Способ механической вихревой обработки кристаллов
Способ механической вихревой обработки кристаллов
Способ механической вихревой обработки кристаллов
Способ механической вихревой обработки кристаллов
Способ механической вихревой обработки кристаллов
Способ механической вихревой обработки кристаллов
Способ механической вихревой обработки кристаллов
Способ механической вихревой обработки кристаллов
Способ механической вихревой обработки кристаллов
Способ механической вихревой обработки кристаллов

 


Владельцы патента RU 2576275:

Карасев Владимир Юрьевич (RU)

Изобретение относится к области абразивной обработки и может быть использовано в ювелирной промышленности при механической обработке кристаллов. Способ осуществляют путем циклического и периодического движения инструмента с зернами абразива относительно кристалла. На поверхности кристалла задают кристаллографическое направление, относительно которого выбирают симметричные кристаллографические направления, и ориентируют кристалл относительно инструмента по заданному кристаллографическому направлению. Движение инструмента осуществляют с обеспечением перемещения упомянутых зерен с разными линейными скоростями, являющимися периодической функцией времени, которые задают из условия образования волн упругих деформаций в объеме кристалла по упомянутым выбранным симметричным кристаллографическим направлениям на его поверхности. Разность линейных скоростей движения зерен абразива по выбранным кристаллографическим направлениям задают с обеспечением вихревого пучка энергии упругих деформаций с угловым моментом в приповерхностной области кристалла. В результате повышается эффективность обработки кристаллов при снижении трудозатрат на их огранку и обеспечивается возможность создания новых видов ювелирных изделий. 2 з.п. ф-лы, 11 ил.

 

Изобретение относится к способу механической обработки кристаллов с использованием абразивного порошка. Областью применения является гранильная промышленность.

Известен способ обработки кристаллов алмаза вращающимся металлическим диском, содержащим абразивный порошок [1]. В данном способе эффективность обработки кристаллов алмаза зависит от скорости вращения алмазообрабатывающего диска, от силы прижима обрабатываемого алмаза к диску, от физико-механических свойств алмазного абразивного порошка, от кристаллографической ориентации алмазной заготовки.

Основным недостатком способа является исключительно малая скорость обработки алмаза по плоскости октаэдра, по так называемому твердому направлению кристалла. Это приводит к серьезным затруднениям при обработке сложного и напряженного алмазного сырья, содержащего поликристаллические включения, двойники, сростки, ориентированные твердыми направлениями.

Известен также способ обработки поверхности твердого тела [2], заключающийся во взаимном циклическом и периодическом движении инструмента и объекта, при этом произвольные точки на поверхности инструмента и объекта совершают движения, описываемые трансцендентными кривыми. Этот способ выбран в качестве прототипа предложенного решения.

Первый недостаток этого способа заключается в том, что взаимное перемещение инструмента и объекта не позволяет ориентировать обрабатываемую поверхность объекта относительно плоскости инструмента в заданном кристаллографическом направлении.

Второй недостаток связан с отсутствием возможности воздействовать зернами абразива инструмента вдоль заданных кристаллографических направлений объекта, поскольку движение зерен абразива на инструменте описывают трансцендентные кривые. Подобным способом невозможно воздействовать на конкретные кристаллографические направления на гранях кристалла, например, при образовании волн упругих деформаций вдоль выбранного кристаллографического направления, что снижает функциональные возможности способа.

Технический результат предлагаемого изобретения заключается в образовании квантовых волновых потоков волн упругих деформаций в объеме кристалла с винтовым возмущением волнового фронта. Этот результат позволяет снизить трудозатраты на обработку кристаллов при их огранке, повысить эффективность обработки сложного сырья, создавать новые виды ювелирных изделий.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе механической вихревой обработки кристаллов, включающем в себя закономерно циклическое и периодическое движение по поверхности кристалла инструмента с зернами абразивного порошка, скорость движения зерен абразивного порошка является периодической функцией времени. Это приводит к образованию волн упругих деформаций в объеме кристалла по выбранным кристаллографическим направлениям на его поверхности симметрично относительно заданного кристаллографического направления. При этом разность линейных скоростей движения зерен абразивного порошка по выбранным кристаллографическим направлениям создает вихревой пучок энергии упругих деформаций с угловым моментом, который формирует волны с образованием квантовых волновых потоков с винтовым возмущением волнового фронта этих волновых потоков.

Существует вариант, в котором создают квантовый вихревой пучок в заданном направлении наибольшего расстояния между атомами поверхности относительно симметрично выбранных направлений образования волн упругих деформаций. Тем самым уменьшают энергию атомных связей внутри квантового волнового потока.

Существует также вариант, в котором применяют квантовые волновые потоки с винтовым возмущением волнового фронта с уменьшением энергии атомных связей внутри волнового потока и трансформируют атомные связи на поверхности кристалла, увеличивая рельеф его поверхности.

Существует вариант, в котором используют квантовые волновые потоки с винтовым возмущением волнового фронта в заданном направлении наибольшего расстояния между атомами в симметричной последовательности вокруг выбранного кристаллографического направления, уменьшая плотность энергии квантового поля физического вакуума в объеме кристалла, при этом трансформируют форму всего кристалла по направлению к центру его симметрии.

Существует вариант, в котором создают квантовый вихревой пучок в заданном направлении наименьшего расстояния между атомами поверхности относительно симметрично выбранных направлений образования волн упругих деформаций, уменьшая энергию атомных связей вокруг квантового волнового потока.

Существует также вариант, в котором используют квантовые волновые потоки с винтовым возмущением волнового фронта с уменьшением энергии атомных связей вокруг волновых потоков, трансформируя атомные связи на поверхности и сглаживая ее рельеф.

Существует вариант, в котором используют квантовые волновые потоки энергии упругих деформаций с винтовым возмущением волнового фронта в заданном направлении наименьшего расстояния между атомами в симметричной последовательности вокруг выбранного кристаллографического направления, увеличивая плотность энергии квантового поля физического вакуума в объеме кристалла, при этом трансформируют форму всего кристалла по направлению от центра его симметрии.

Существует вариант, в котором применяют квантовые волновые потоки энергии упругих деформаций с винтовым возмущением волнового фронта, изменяя дефектно-примесную структуру кристалла.

Существует так же вариант, в котором используют квантовые волновые потоки энергии упругих деформаций с винтовым возмущением волнового фронта в симметричной последовательности вокруг выбранного кристаллографического направления, формируя в объеме кристалла энергетическую доменную сверхструктуру, размер доменов в которой определяется задаваемой частотой воздействия.

На фиг. 1 изображено в общем виде схема устройства для реализации предложенного способа механической вихревой обработки кристаллов.

На фиг. 2 изображена схема обработки плоскости октаэдра кристалла алмаза: заданное кристаллографическое (мягкое) направление (а), выбранные кристаллографические (твердые) направления (b1 и b2), периодическое движение зерен абразива инструмента (с) в способе механической вихревой обработки кристаллов.

На фиг. 3 изображена схема образования волновых потоков упругих деформаций с вихревым возмущением волнового фронта по выбранным кристаллографическим направлениям C1 и С2 симметрично относительно заданного С3 кристаллографического направления.

На фиг. 4 изображена обработанная поверхность плоскости октаэдра кристалла алмаза после воздействия вихревых потоков с уменьшением энергии атомных связей внутри волнового потока.

На фиг. 5 изображена поверхность плоскости октаэдра алмаза и отверстие (Н) на соседней грани в виде колодца после воздействия вихревого потока с уменьшением энергии атомных связей внутри волнового потока.

На фиг. 6 изображен фрагмент поверхности природного кристалла алмаза с увеличенным рельефом поверхности после применения вихревых потоков с уменьшением энергии атомных связей внутри волнового потока.

На фиг. 7 изображен трансформированный кристалл алмаза по направлению к центру своей симметрии из-за уменьшенной плотности энергии квантового поля физического вакуума в объеме кристалла. Стрелкой отмечено вогнутое ребро.

На фиг. 8 приведено изображение поверхности кристалла после воздействия вихревых потоков с уменьшением энергии атомных связей вокруг волнового потока.

На фиг. 9 изображен фрагмент поверхности природного кристалла алмаза с уменьшенным рельефом поверхности после применения вихревых потоков с уменьшением энергии атомных связей вокруг волнового потока.

На фиг. 10 приведено изображение трансформированного кристалла алмаза по направлению от центра его симметрии из-за увеличенной плотности энергии квантового поля физического вакуума в объеме кристалла. Стрелкой отмечено вздутые грани алмаза формы октаэдра.

На фиг. 11 изображен люминесцирующий кристалл природного алмаза при освещении ультрафиолетовым светом после энергетического воздействия в симметричной последовательности вокруг выбранного кристаллографического направления.

Устройство для реализации предложенного способа механической вихревой обработки кристаллов содержит основание 1 с закрепленными на нем исполнительными элементами кристалла и исполнительными элементами инструмента (фиг. 1).

Исполнительные элементы инструмента включают в себя: инструмент 5, систему привода вращения инструмента 3, механизм циклического перемещения инструмента 4, систему привода механизма циклического перемещения 2.

Исполнительные элементы кристалла включают в себя: кристалл 10, держатель кристалла 9, систему ориентации кристаллографических направлений кристалла относительно траектории движения зерен абразива инструмента 7, систему привода ориентации кристаллографических направлений кристалла 8.

Исполнительные элементы кристалла закреплены на платформе 6, обеспечивающей подачу кристалла 10 к инструменту 5.

Способ механической вихревой обработки кристаллов реализуется устройством следующим образом на примере обработки кристаллов природного алмаза для нужд ювелирной промышленности.

Кристалл 10, например, в виде октаэдра и размером ~0.4 карата закрепляют на поверхности держателя кристалла 9 таким образом, чтобы поверхность грани октаэдра кристалла была параллельна плоскости инструмента 5 и симметрична относительно оси 0-0, например, посредством специализированного керамического клея "Boniceram СС6", производства "Nicolectronix", Израиль.

На устройстве держатель кристалла 9, имеющий ось вращения 0-0 совместно с системой ориентации кристаллографических направлений кристалла 7 и системой привода ориентации кристаллографических направлений кристалла 8 обеспечивают круговое движение кристалла 10 относительно обрабатывающей поверхности инструмента 5. Это круговое движение задают в диапазоне 0-360° для ориентации заданных кристаллографических направлений кристалла относительно траекторий движения зерен абразива инструмента.

В способе механической вихревой обработки кристаллов скорость движения зерен абразивного порошка является периодической функцией времени и приводит к образованию волн упругих деформаций в объеме кристалла по выбранным кристаллографическим направлениям на его поверхности симметрично относительно заданного кристаллографического направления.

На устройстве (фиг. 1) инструмент 5, например, в данном случае ⌀ 50 мм, имеющий ось вращения 02-02, вместе с системой привода вращения инструмента 3, расположен на механизме циклического перемещения по окружности 4 эксцентрично относительно оси 01-01 системы привода механизма циклического перемещения 2. Расстояние между осью вращения инструмента 5 (02-02) и осью вращения механизма циклического перемещения 4 (01-01) составляет, например, в данном случае rа~3 мм.

На поверхности плоскости октаэдра кристалла, обращенной к инструменту, с учетом анизотропии твердости кристалла, существуют направления наибольшей и наименьшей твердости кристалла при его шлифовании [1]. На фиг. 2 изображена схема обработки плоскости октаэдра, где показаны заданное кристаллографическое (мягкое) направление шлифования (а), выбранные кристаллографические (твердые) направления (b1 и b2) и периодическое движение зерен абразива инструмента (с) при применении способа механической вихревой обработки кристаллов.

Ось вращения (02-02) является центром инерции обрабатывающего инструмента, диаметр рабочей поверхности которого выбирают из условий поставленной задачи воздействия, и этот диаметр имеет размер в несколько раз больше, чем rа. В данном случае диаметр рабочей поверхности инструмента составляет ~50 мм и на схеме (фиг. 3) плоскость чертежа можно условно рассматривать, как ½ части поверхности инструмента.

Скорость движения зерен абразива является периодической функцией времени. Эту периодичность функции задают следующим образом (фиг. 3).

Всю рабочую поверхность инструмента одновременно перемещают вокруг неподвижной оси (01-01) по траектории окружности с радиусом (rа). В этом случае любая точка касания инструмента с обрабатываемой поверхностью алмаза описывает аналогичную траекторию окружности по поверхности инструмента (окружность диаметром 2rа, фиг. 3). При этом на обрабатываемую поверхность кристалла периодически воздействуют зерна абразива с различной линейной скоростью.

Заданное кристаллографическое направление обрабатываемой поверхности плоскости октаэдра (с учетом направления движения зерен абразива инструмента) выставляют относительно траектории движения зерен абразива, например, по мягкому направлению (а) (фиг. 2) путем вращения кристалла системой ориентации кристаллографических направлений

7, совмещая мягкое направление (а) на поверхности кристалла с заданной траекторией движения зерен абразива инструмента.

Это направление соответствует направлению движения зерен абразива (С3) на фиг. 3. Положение оси (02-02) в этом случае соответствует, например, положению (02-02)3 относительно оси (01-01). При этом линейная скорость движения зерен абразива составляет V0 и происходит оптимальное воздействие инструмента по мягкому направлению (С3) обрабатываемой поверхности.

При перемещении оси (02-02) в положение (02-02)2 обрабатывающую поверхность инструмента также перемещают по окружности относительно неподвижной обрабатываемой поверхности плоскости октаэдра, при этом изменяют угол движения зерен абразива инструмента по этой плоскости.

Направление движения зерен абразива относительно неподвижной поверхности плоскости октаэдра изменяют на С2 и она совпадает с выбранным твердым направлением (b2) поверхности октаэдра (фиг. 2). Величина линейной скорости V2 (фиг. 3) при этом становится меньше относительно V0, поскольку уменьшается радиус движения зерен абразива инструмента на величину (rа) относительно оси вращения инструмента (02-02).

При перемещении оси (02-02) в положение (02-02)4 инструмент относительно неподвижной обрабатываемой поверхности плоскости октаэдра занимает позицию, аналогичной движению зерен абразива позиции инструмента в положении (02-02)3. При этом линейная скорость движения зерен абразива составляет V0 и происходит воздействие инструмента опять по заданному мягкому направлению (а).

При перемещении оси (02-02) в положение (02-02)1 траектории движения зерен абразива обрабатывающего инструмента также меняют направление движения относительно неподвижной обрабатываемой поверхности плоскости октаэдра. Траектории движения зерен абразива инструмента C1 в этом случае совпадают с выбранным твердым направлением (b1) поверхности плоскости октаэдра (фиг. 2). Величина линейной скорости V1 (фиг. 3) при этом увеличивается относительно V0, поскольку увеличивается радиус движения зерен абразива инструмента на величину (rа) относительно оси вращения инструмента (02-02).

После установки заданного направления (а) движения зерен абразива, соответствующего направлению (С3) на фиг. 3, инструменту 5 с помощью системы привода вращения инструмента 3 задают скорость вращения, например, 5000 об/мин. Механизмом циклического перемещения по окружности инструмента 4 задают частоту перемещения инструмента, например, 10 Гц. Величину скорости вращения инструмента и частоту его перемещения в каждом конкретном случае определяют из поставленной цели и задачи воздействия на кристалл.

Платформу 6 передвигают с помощью винта подачи (на схеме условно не показано) в сторону инструмента до соприкосновения кристалла 10 с поверхностью инструмента 5. Периодическое изменение угла движения зерен абразива по выбранным направлениям C1 и С2 (фиг. 3) относительно заданного мягкого направления С3 в процессе обработки происходит за счет симметричного перемещения по окружности всей обрабатываемой поверхности инструмента. Угол изменения направления движения абразива между направлениями С1 и С3 равен углу изменения направления движения абразива между С3 и С2 и определяется задаваемой величиной (rа).

При совпадении движения зерен абразива с направлением (b1) происходит генерация волн упругих деформаций в объем алмаза с максимальной энергией (с максимальной амплитудой в соответствии со значением V1) по всем кристаллографическим направлениям семейства (b1).

При совпадении движения зерен абразива с направлением (b2) происходит генерация волн упругих деформаций с меньшей энергией, чем в случае (b1) (в соответствии со значением V2) по всем кристаллографическим направлениям семейства (b2).

Разность скоростей движения зерен абразивного порошка по выбранным кристаллографическим направлениям приводит к созданию условий для образования энергетического вихря упругих деформаций в приповерхностной области кристалла, т.е. к движению энергии между равнозначными, но разделенными в пространстве кристаллографическими направлениями (b1) и (b2) относительно заданного направления (а) [3]. Этот вихревой пучок обретает угловой момент, который задают направлением и частотой движения инструмента вокруг оси 01-01. Этот угловой момент формирует возникающие волны упругих деформаций.

Создание вихревого пучка энергии упругих деформаций с угловым моментом в формировании волн упругих деформаций приводит к образованию квантовых волновых потоков с винтовым возмущением волнового фронта этих волновых потоков.

Образованные квантовые волновые потоки обретают момент вращения, как, например, торнадо или вода за винтом судна, т.е. возникает волновой поток с винтовым возмущением волнового фронта. Такого рода возмущения обуславливают вихревой характер распространения волновой энергии. Этот процесс также может быть рассмотрен с точки зрения области оптики, называемой оптикой винтовых полей или сингулярной оптикой [4].

Взаимодействие этих потоков волн упругих деформаций, обладающих винтовым возмущением волнового фронта, создает динамическую волновую среду в объеме кристалла, которая приводит к образованию энергетических флуктуации в его объеме [5].

Создание квантового вихревого пучка в заданном направлении наибольшего расстояния между атомами (например, в мягком направлении (а) фиг. 2) приводит к энергетическому взаимодействию волн упругих деформаций и формированию квантового волнового потока относительно симметрично выбранных направлений (b1) и (b2). При этом в кристаллографическом направлении (а) в приповерхностной области кристалла происходит ослабление межатомных связей, изменение физико-химических состояний поверхности кристалла в этом направлении и уменьшение сопротивления поверхности кристалла прикладываемому воздействию инструмента почти до нуля. В этом случае состояние поверхности кристалла алмаза переходит в состояние, близкое к жидкому состоянию. Это хорошо видно на сформированном рельефе обрабатываемой поверхности плоскости октаэдра фиг. 4.

На грани природного алмаза, прилегающей к обработанной поверхности плоскости октаэдра, происходит формирование энергетического вихря таким образом, что в центральной части этого вихря функция модуля упругости алмаза переходит в область отрицательных значений, и внутри этой флуктуации вихревое давление становится ниже давления матрицы алмаза. В этом случае происходит перераспределение ослабевших энергетических атомных связей, что приводит к формированию отверстия в виде колодца с поверхности в объем кристалла. На фиг. 5 приведено изображение поверхности плоскости октаэдра, твердые направления (b1) и (b2), мягкое направление (а), входное шестигранное отверстие колодца (Н), наблюдаемое через прозрачную грань дно колодца (h) в виде треугольника.

Применение квантовых волновых потоков с винтовым возмущением волнового фронта с уменьшением энергии атомных связей внутри волнового потока приводит к взаимодействию этих волновых потоков с морфологическим рельефом поверхности всего кристалла. В этом случае воздействие волновых потоков с винтовым возмущением волнового фронта приводит к ослаблению атомных связей в местах перепада высот (границах неровностей) рельефа поверхности кристалла, происходит изменение положения атомов на поверхности кристалла и трансформация всего рельефа в сторону увеличения этого перепада высот (фиг. 6).

Использование квантовых волновых потоков энергии упругих деформаций с винтовым возмущением волнового фронта в заданном направлении наибольшего расстояния между атомами проводят в симметричной последовательности вокруг выбранного кристаллографического направления. Например, формируют конусные поверхности на вершинах октаэдрического алмаза. Это воздействие приводит к резонансным эффектам взаимодействия квантовых волновых потоков энергии упругих деформаций и квантового поля физического вакуума в объеме кристалла. При этом происходит уменьшение флуктуации квантового поля физического вакуума в объеме алмаза и, как следствие, - уменьшение его плотности энергии [6]. Поскольку вне объема алмаза плотность энергии поля физического вакуума не меняется, то алмаз испытывает внешнюю силу сжатия и начинает трансформировать свою форму по направлению к центру своей симметрии. На фиг. 7 приведено изображение октаэдрического алмаза после воздействия на его вершины инструментом при создании волновых потоков энергии упругих деформаций с винтовым возмущением волнового фронта в заданном направлении наибольшего расстояния между атомами. Стрелкой отмечено вогнутое ребро и прогнутые грани. Вес алмаза до обработки составлял 0,388 карат, после воздействия вес кристалла составил 0,383 карат. Измерение веса кристалла проводилось на каратных весах с точностью до третьего знака после запятой.

Создание квантового вихревого пучка в заданном направлении наименьшего расстояния между атомами поверхности (например, в твердом направлении (b), фиг. 7) приводит к энергетическому взаимодействию волн упругих деформаций и формированию квантового волнового потока относительно симметрично выбранных, например, мягких направлений ( a 1 ' ) и ( a 2 ' ) . В этом случае происходит изменение атомных связей в сторону их уменьшения вокруг волнового потока. При выходе такого волнового потока, например, на поверхность кристалла происходит ослабление атомных связей вокруг волнового потока и перестраивание атомов на поверхности кристалла с образованием рельефа поверхности в виде островков различной конфигурации (фиг. 8). Конфигурация этих поверхностных образований определяется взаимодействием созданных квантовых волновых потоков.

Использование квантовых волновых потоков с винтовым возмущением волнового фронта в заданном направлении наименьшего расстояния между атомами с уменьшением энергии атомных связей вокруг волновых потоков приводит к взаимодействию этих волновых потоков с морфологическим рельефом поверхности всего кристалла. В этом случае происходит ослабление атомных связей вокруг мест перепада высот (границ неровностей) рельефа поверхности кристалла и перестраивание положения атомов на поверхности кристалла, т.е. проходит трансформация всего рельефа поверхности в сторону уменьшения этого перепада высот (фиг. 9).

Использование квантовых волновых потоков энергии упругих деформаций с винтовым возмущением волнового фронта в заданном направлении наименьшего расстояния между атомами проводят в симметричной последовательности вокруг выбранного кристаллографического направления. Например, формируют сферические поверхности на вершинах октаэдрического алмаза. Это воздействие приводит к резонансным эффектам взаимодействия квантовых волновых потоков энергии упругих деформаций и квантового поля физического вакуума в объеме кристалла. При этом происходит увеличение флуктуации квантового поля физического вакуума в объеме алмаза и, как следствие - увеличение его плотности энергии. Поскольку вне объема алмаза плотность энергии поля физического вакуума не меняется, то алмаз испытывает внутреннюю силу растяжения по направлению от центра его симметрии и начинает трансформировать свою форму в форму шара. На фиг. 10 приведено изображение октаэдрического алмаза после воздействия на его вершины инструментом при создании квантовых волновых потоков энергии упругих деформаций с винтовым возмущением волнового фронта в заданном направлении наименьшего расстояния между атомами. Из октаэдрической формы алмаз трансформируется в некое шарообразное состояние. На поверхности выпуклой алмазной грани видны сформированные островки (отмечено стрелкой). До обработки и после обработки вес кристалла составил 0,400 карат. Измерение веса кристалла проводилось на каратных весах с точностью до третьего знака после запятой.

Применение квантовых волновых потоков энергии упругих деформаций с винтовым возмущением волнового фронта приводит к изменению состояния атомных связей на дефектах структуры в объеме кристалла, восстановлению структуры матрицы кристалла и, как следствие, изменению всей его дефектно-примесной структуры. В этом случае, например, напряженные области кристалла, имеющие дислокации, изменяют свое состояние в сторону уменьшения внутренних напряжений за счет восстановления межатомных связей и перемещения дислокаций из объема кристалла на его поверхность.

Использование квантовых волновых потоков энергии упругих деформаций с винтовым возмущением волнового фронта в симметричной последовательности вокруг выбранного кристаллографического направления (например, (100) при огранке кристаллов алмаза) приводит к возникновению энергетических флуктуации в объеме кристалла. Эти флуктуации приводят к повышению когерентного взаимодействия (образование максимумов и минимумов) энергетических волновых потоков в объеме кристалла и формированию доменной сверхструктуры [7] в виде флуктуации плотности состава кристалла. Размер доменов в этой сверхструктуре зависит от частоты перемещения инструмента 5 вокруг неподвижной оси (01-01) и может составлять от 3 до 350 нм [8].

Эти флуктуации вносят вклад в величину (повышение) и распределение (однородно относительно центра объема кристалла) свечения люминесценции алмаза при облучении его ультрафиолетовым светом (фиг. 8), а также в критическом случае эти высокоэнергетические флуктуации приводят к большим флуктуациям плотности материи алмаза, т.е. к наблюдаемой в объеме кристалла опалесценции [9].

Использование способа механической вихревой обработки кристаллов формирует в объеме кристалла квантовые волновые потоки волн упругих деформаций с винтовым возмущением волнового фронта. Эти волновые потоки с винтовым возмущением волнового фронта повышают эффективность обработки кристаллов, снижают трудозатраты на их обработку при огранке, изменяют дефектно-примесную структуру кристалла, повышают эффективность обработки сложного сырья.

Применение способа механической вихревой обработки кристаллов позволяет создавать новые виды ювелирных изделий [10], что также расширяет функциональные возможности способа.

ЛИТЕРАТУРА

1. В.И. Епифанов, А.Я. Песина, Л.В. Зыков. Технология обработки алмазов в бриллианты. М: Высшая школа, 1987. С. 335.

2. Карасев В.Ю. Патент RU №2494852. Способ обработки поверхности твердого тела. 17.07.2012 г.

3. Пригожий И., Дефэ и Р. Химическая термодинамика, пер. с англ., Новосибирск, 1966.

4. Короленко П.В. Оптические вихри. Соросовский образовательный журнал, №6, 1998.

5. С.М. Пинтус, В.Ю. Карасев, Е.В. Гладченков. Роль волновых явлений в процессе обработки кристаллов алмаза. МИКРОЭЛЕКТРОНИКА, 2011, том 40, №6, с. 430-440.

6. В.М. Мостепаненко, Н.Н. Трунов. Эффект Казимира и его приложения. УФН, 1988, т. 156, вып. 3, с. 385-426.

7. Пригожий И., Стенгерс И. Порядок из хаоса: Новый диалог человека с природой: Пер. с англ. / Общ. ред. В.И. Аршинова, Ю.Л. Климонтовича и Ю.В. Сачкова. - М.: Прогресс, 1986. - 432 с.

8. Карасев В.Ю. Эффекты механического вихревого воздействия на кристаллы алмаза. РЭНСИТ, 2014, 6(1): 80-98.

9. В.Ф. Ноздрев, А.А. Сенкевич. Курс статистической физики. М. «Высшая школа», 1965 г.

10. Карасев В.Ю., Пинтус С.М., Гладченков Е.В., Безпалов О.А. ЮВЕЛИРНАЯ РОССИЯ, 2011, т. 33, №3, с. 71-73.

1. Способ механической вихревой обработки кристаллов, включающий циклическое и периодическое движение инструмента с зернами абразива по поверхности кристалла, отличающийся тем, что на обрабатываемой поверхности кристалла задают кристаллографическое направление, относительно которого выбирают симметричные кристаллографические направления, и ориентируют кристалл относительно инструмента по заданному кристаллографическому направлению, при этом упомянутое движение инструмента осуществляют с обеспечением перемещения упомянутых зерен с разными линейными скоростями, являющимися периодической функцией времени, которые задают из условия образования волн упругих деформаций в объеме кристалла по упомянутым выбранным симметричным кристаллографическим направлениям на его поверхности, при этом разность упомянутых линейных скоростей движения зерен абразива по выбранным симметричным кристаллографическим направлениям задают с обеспечением вихревого пучка энергии упругих деформаций с угловым моментом в приповерхностной области кристалла.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве заданного кристаллографического направления выбирают мягкое направление кристалла, при этом упомянутые вихревые пучки энергии создают в мягком направлении кристалла с обеспечением уменьшения энергии атомных связей в упомянутых выбранных симметричных твердых направлениях кристалла.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве заданного кристаллографического направления выбирают твердое направление кристалла, при этом упомянутые вихревые пучки энергии создают в твердом направлении кристалла с обеспечением уменьшения энергии атомных связей в упомянутых выбранных симметричных мягких направлениях кристалла.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области механической обработки алмазов и может быть использовано, например, в ювелирной промышленности. Обработку проводят по естественным природным граням алмаза с формированием поверхностей, имеющих трехмерную поверхностную конфигурацию, включая поверхности второго порядка: цилиндрические, сферические, конусообразные, параболические и т.п.

Изобретение относится к способу механической обработки алмазов с использованием алмазного абразивного порошка. Техническим результатом является высококачественная обработка алмазов механическим способом в любой кристаллографической ориентации с использованием алмазного абразивного порошка, включая напряженные и низкосортные алмазы.

Группа изобретений касается структурного блока, имеющего в качестве линии инициирования разлома лазерный трек, который состоит из углублений, полученных от лазерного луча, для подготовки последующего разделения этого структурного блока на отдельные конструктивные элементы.

Предназначено для использования в ювелирной промышленности. Способ огранки бриллианта заключается в том, что площадку бриллианта выполняют в виде конуса с углом образующей конуса к плоскости рундиста.
Изобретение относится к области обработки минералов, в частности для обработки минералов из группы амфиболов, используемых для изготовления массажеров. Техническим результатом является повышение целебных свойств минералов из группы амфиболов при использовании их при изготовлении массажеров.

Настоящее изобретение относится к суспензии, содержащей совокупность абразивных зерен и связующее вещество. Суспензия, содержащая совокупность абразивных зерен и связующее вещество, отличается тем, что гранулометрическая фракция D40-D60 указанной совокупности абразивных зерен содержит более 15 об.% и менее 80 об.% зерен, имеющих округлость менее 0,85, при этом процентили D40 и D60 представляют собой процентили интегральной кривой гранулометрического состава размеров зерен, соответствующие размерам зерен, которые позволяют отделять фракции, которые составляют 40 об.% и 60 об.%, соответственно, зерен, имеющих наибольшие размеры; и указанные абразивные зерна представляют собой более 25% и менее 46% от массы указанной суспензии.
Группа изобретений относится к устройствам, в частности плунжерным парам и насосам-дозаторам на их основе, а также к изготовлению устройств и их частей, в частности к способу обработки цилиндрических поверхностей деталей из кристалла на основе α-модификации оксида алюминия, в частности лейкосапфира.

Изобретение относится к обработке алмазов в бриллианты с паллетой и может найти применение при обработке алмазного сырья. .
Изобретение относится к области добычи и обработки ископаемых смол, в частности янтаря, и может быть использовано в процессе промышленной очистки янтаря. .

Изобретение относится к области механической обработки алмазов и может быть использовано, например, в ювелирной промышленности. Обработку проводят по естественным природным граням алмаза с формированием поверхностей, имеющих трехмерную поверхностную конфигурацию, включая поверхности второго порядка: цилиндрические, сферические, конусообразные, параболические и т.п.

Изобретение относится к способу механической обработки алмазов с использованием алмазного абразивного порошка. Техническим результатом является высококачественная обработка алмазов механическим способом в любой кристаллографической ориентации с использованием алмазного абразивного порошка, включая напряженные и низкосортные алмазы.

Изобретение относится к области технологии обработки сверхтвердых материалов, таких как твердые сплавы, кубический нитрид бора, алмаз, и может быть использовано в алмазообрабатывающей промышленности.

Изобретение относится к области абразивной обработки и может быть использовано при изготовлении ювелирных изделий с цилиндрическими гранями из прозрачного или полупрозрачного минерала.

Изобретение относится к области обработки драгоценных камней. .

Изобретение относится к области обработки алмазов и может быть использовано при изготовлении станков для их огранки. .

Изобретение относится к области обработки алмазов и может быть использовано при огранке их нижней части. .

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано при обработке сложнопрофильных изделий. .

Изобретение относится к области технологии обработки сверхтвердых материалов: алмаза, нитрида бора, а также композитов на их основе, и может быть использовано в алмазообрабатывающей промышленности.
Изобретение относится к области абразивной обработки трущихся поверхностей сапфировых деталей, предназначенных для плунжерных пар, являющихся составными частями, в частности, насосных и/или дозирующих устройств, и может быть использовано в фармацевтической, пищевой, химической, парфюмерной, косметической, машиностроительной и других областях промышленности. Способ включает использование заготовок из искусственно выращенного кристалла на основе α-Al2O3 и механическую обработку поверхности полученных заготовок алмазным инструментом в присутствии охлаждающих жидкостей с последовательным убыванием величины зерна абразива инструмента. Механическая обработка включает последовательные стадии, а именно: грубое шлифование поверхности заготовок, среднее шлифование поверхности заготовок до значений шероховатости поверхности Rz=10-20 мкм и по меньшей мере одну последующую финишную безабразивную обработку поверхности заготовок ультразвуковыми колебаниями с частотой 21-23 кГц до шероховатости поверхности Ra=0,020-0,025 мкм. В результате снижаются коэффициент трения трущихся поверхностей деталей, трудоемкость работ и время изготовления при увеличении твердости и микротвердости их поверхностного слоя. 7 з.п. ф-лы, 3 пр.
Наверх