Способ обработки янтаря

Авторы патента:

B28D5/00 - Способы и устройства для тонкой обработки драгоценных камней, камней для часовых механизмов, кристаллов, например полупроводниковых материалов (обработка шлифованием или полированием B24; устройства для выполнения художественных работ B44B; немеханическими способами C04B 41/00; немеханическая последующая обработка монокристаллов C30B 33/00)

Владельцы патента RU 2788077:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Калининградский государственный технический университет" (RU)

Изобретение относится к обработке янтаря и может найти применение при изготовлении ювелирных или технических изделий. Способ включает постепенный нагрев янтаря в среде инертного газа азота под давлением 2,5-2,8 МПа в течение не менее 1,5 ч до температуры 180-200°С. Выдержку осуществляют в течение 10-36 ч и обеспечивают постепенное охлаждение в течение не менее 4 ч. Соотношение объема азота и объема янтаря в емкости принимают как 2:8. Техническим результатом является повышение светопрозрачности янтаря. 1 табл., 2 пр.

Изобретение относится к обработке янтаря, а именно к способам повышения светопрозрачности янтаря и может найти применение при изготовлении ювелирных или технических изделий.

Известен способ художественной обработки янтаря и устройство для его осуществления, включающий термообработку в воздушной среде, выдержку при заданной температуре и последующее охлаждение (А.С. №856822, B28D 5/00, опубл. 23.08.1981 г. БИ №31).

Однако известный способ не обеспечивает необходимого качества осветления янтаря, часть заготовок не осветляются до конца и, кроме того, поверхность янтарных заготовок после этого процесса окислена и имеет темный цвет (в основном оттенки красного), что затрудняет последующую работу с камнем.

Наиболее близким аналогом является способ обработки янтаря (А.С. №1039726 B28D 5/00, опубл. 07.09.1983 г. БИ №33) включающий, нагрев янтаря в газовой инертной среде азота до 130-170°С и давлении 15-20 кгс/см², выдержку при заданной температуре в течение 6-12 ч и последующее охлаждение.

При использовании данного способа не удается достичь полной светопрозрачности всего янтаря в обработанной партии, как правило, плохо повышают светопрозрачность куски янтаря по форме близкие к сферической. Такие заготовки имеют внутри куска небольшую непрозрачную область шаровидной или элипсоидной формы. Как показали испытания, повторной обработке такие куски янтаря не подлежат, т.к. они теряют часть своих полезных технологических качеств, становятся хрупкими, что ограничивает их использование в ювелирной отрасли.

Изобретение решает задачу создания более эффективного способа повышения светопрозрачности янтаря без ухудшения его технологических качеств за счет изменения параметров обработки янтаря и выбора оптимального соотношения объема обрабатываемого янтаря и объема инертного газа.

Для получения необходимого технического результата в способе обработки янтаря, включающем нагрев янтаря в среде инертного газа азота под давлением, выдержку при заданной температуре и давлении, последующее охлаждение, предлагается нагрев янтаря осуществлять постепенно при давлении 2,5-2,8 МПа в течение не менее 1,5 ч до температуры 180-200°С, выдерживать в течение 10-36 ч2 и обеспечить постепенное охлаждение в течение не менее 4 ч. Кроме того, соотношение объема азота и объема янтаря в емкости предлагается принять как 2:8.

Перед обработкой янтарь сортируют по фракциям в соответствии с размером (см. таблицу, приведенную ниже) на несколько партий. Это необходимо, т.к. для разного размера кусков янтаря требуются разные режимы обработки. Мелкий камень осветляется гораздо быстрее, чем крупный, ввиду того, что мелкий камень из-за маленького размера прогревается на весь объем быстрее и быстрее образуется водяной пар в центре камня. При этом у мелкого камня меньше расстояние от центра до периферии камня, и, следовательно, водяному пару требуется меньше времени, что бы пройти это небольшое расстояние по сравнению с крупным камнем.

При обработке янтаря используется инертный газ, например, азот. Это необходимо, т.к. в противном случае поверхность янтарных заготовок после этого процесса окислена и имеет темный цвет (в основном оттенки красного), что затрудняет последующую работу с камнем.

Загрузку янтаря в автоклав осуществляют, выдерживая соотношение объема инертного газа азота и объема янтаря, как не более 2:8. Это необходимо, т.к. осветление происходит за счет насыщения инертного газа парами воды. Если количество газа будет недостаточно, то в какой-то момент процесса осветления наступит ситуация, что газ будет максимально насыщен парами воды, но процесс выделения паров воды из камня еще не будет закончен, при этом, часть паров воды останется в камне, а это приведет к недоосветлению янтаря. Следовательно, объем газа должен быть таким, чтобы гарантированно обеспечить поглощение всех выделяемых из камня паров воды. Как установлено опытным путем, оптимальное соотношение объема инертного газа и объема янтаря не более 2:8. Применение соотношений ниже 2:8 не целесообразно, т.к. приведет к недозагрузке автоклава, т.е. к снижению его производительности и к увеличению расхода инертного газа азота.

Янтарь нагревают в среде инертного газа азота, выдерживают при заданной температуре и охлаждают, причем рабочее давление инертного газа составляет 2,5-2,8 Мпа. Нагрев янтаря до выхода на заданную температуру ведут постепенно в течение не менее 1,5 ч, выдержку осуществляют при температуре 180-200°С в течение 10-26 ч (зависит от размера янтаря), снижение температуры до температуры окружающей среды ведут постепенно в течение не менее 4 ч. Давление и температура подобраны таким образом, что при заданном давлении температура находится на несколько десятков градусов ниже температуры закипания воды. При такой температуре парообразование происходит достаточно интенсивно, но закипание воды не происходит. Закипание воды в порах янтаря при высокой температуре и давлении приводит к появлению трещин и полостей внутри куска янтаря. Время нагрева и охлаждения подобрано опытным путем таким образом, чтобы при нагреве и охлаждении в куске янтаря не образовывались трещины. Время выдержки при заданной температуре подобрано опытным путем с учетом обеспечения 100% светопрозрачности всех кусков янтаря в обрабатываемой партии, при этом увеличивать время нет необходимости, т.к. это увеличивает время технологического процесса, но при этом не улучшает внешний вид янтаря. При выборе меньшего времени выдержки наблюдалось наличие недоосветленных кусков янтаря, светопрозрачность которых была ниже 100%.

Предлагаемые параметры обработки янтаря приведены в таблице.

Конкретный пример осуществления предлагаемого способа обработки янтаря.

Пример 1.

Взяли янтарь матовый фракции весом до 10 гр в объеме 8 л при использовании автоклава с объемом рабочей камеры 10 л. Автоклав заполнили инертным газом азотом. Включили нагрев автоклава. Нагрев до температуры 180°С производили в течение 1,5 часов. Выдержку при данной температуре и давлении 2,5 МПа производили в течение 10 ч. Остывание производили в течение 4 ч.

Результат: отсутствие матовых областей во всей партии янтаря, светопрозрачность 100%, отсутствие трещин и окисления поверхностей кусков янтаря во всей партии.

Пример 2.

Взяли янтарь матовый фракции весом 30-80 гр в объеме 8 л при использовании автоклава с объемом рабочей камеры 10 л. Автоклав заполнили инертным газом азотом. Включили нагрев автоклава. Нагрев до температуры 190°С производили в течение 1,5 часов. Выдержку при данной температуре и давлении 2,6 МПа производили в течение 16 ч. Остывание производили в течение 4 ч.

Результат: светопрозрачность 100%, без трещин и окисления поверхностей кусков янтаря во всей партии.

Способ обработки янтаря, включающий нагрев янтаря в среде инертного газа азота под давлением, выдержку при заданной температуре и давлении, последующее охлаждение, отличающийся тем, что нагрев янтаря осуществляют постепенно при давлении 2,5-2,8 МПа в течение не менее 1,5 ч до температуры 180-200°С, выдерживают в течение 10-36 ч и обеспечивают постепенное охлаждение в течение не менее 4 ч, кроме того, соотношение объема азота и объема янтаря в емкости принимают как 2:8.

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.

Способ маркировки твёрдого материала и твёрдые материалы, маркированные указанным способом // 2777226

Группа изобретений относится к способу формирования неопределяемой оптически идентифицируемой маркировки, невидимой невооруженным глазом, и к изделию, сформированному из твёрдого материала, имеющему неопределяемую оптически идентифицируемую маркировку, при этом указанный способ включает в себя этап формирования множества углублений на нескольких уровнях внутри заранее определенной области фоторезиста, нанесенного на внешнюю поверхность изделия, сформированного из твёрдого материала, где указанное множество углублений на нескольких уровнях сформировано литографией в оттенках серого и где указанное одно или несколько углублений проходят по меньшей мере частично через фоторезист по направлению к указанной внешней поверхности изделия, сформированного из твёрдого материала; и этап применения процесса травления таким образом, чтобы по меньшей мере часть внешней поверхности указанного изделия была доступна для экспонирования и протравливалась так, чтобы сформировать множество вытравленных участков, имеющих изменяемые глубины, продолжающихся в указанное изделие на различных уровнях от внешней поверхности изделия и соответствующих указанному множеству углублений; где указанная заранее определенная область указанного фоторезиста определяет идентифицируемую маркировку, наносимую на внешнюю поверхность указанного изделия; где указанное множество вытравленных участков образует неидентифицируемую оптически маркировку на внешней поверхности указанного изделия.

Способ записи информации внутри кристалла алмаза // 2750068

Изобретение относится к технологии создания внутри алмазов изображений, несущих информацию различного назначения, например, кода идентификации, метки, идентифицирующие алмазы. Способ записи информации внутри кристалла алмаза 1 включает проектирование информационного элемента в виде метки с помощью устройства 10, подготовку поверхности кристалла, позиционирование кристалла с использованием средств 2, 5, 6, 7, 8, 9 для создания информационного элемента, формирование информационного элемента путем воздействия излучением лазера 11 на кристалл, контроль создания информационного элемента и корректировку информационного элемента, при этом предварительно кристалл алмаза 1 размечают на бриллианты, проводят исследование кристалла на наличие макроскопических дефектов, создают его объемную цифровую модель с учетом внутренней дефектности кристалла, в том числе топологии поверхности, проектирование информационного элемента осуществляют так, чтобы он находился в требуемом месте будущего бриллианта, и осуществляют виртуальную привязку, позиционирование и ориентацию записываемого в объем кристалла информационного элемента относительно элементов огранки будущих бриллиантов, после проектирования производят расчет траектории хода лучей 12, задают параметры - размеры и геометрию фокальной области излучения через выбор точек приложения излучения, разделение луча на части в устройстве 16 и заведение всех частей луча под разными углами, маскирование части профиля луча, на основе расчета производят выбор интегрального флюенса в месте записи ниже порогового флюенса, при котором происходит локальное превращение алмаза в графит или иную неалмазную форму углерода, или образование в кристалле трещин или расколов, проводят подготовку поверхности кристалла, при позиционировании кристалла совмещают его трехмерную модель с его реальным положением, формирование информационного элемента производят системой линз 19 путем создания внутри кристалла 1 интерференционного поля путем пересечения двух или более пучков когерентного излучения лазеров с ультракороткими импульсами длительностью от 30 фс до 10 пс и энергией от 1 нДж до 40 мкДж с длиной волны от 240 до 2200 нм, приводящих к возникновению субмикронных периодических структур в записываемой области, после чего осуществляют контроль создания информационного элемента устройством 21 на основе топологии поверхности кристалла алмаза путем расчета хода лучей и их преломления для точного позиционирования информационного элемента для исключения эффекта кажущегося изменения положения и формы информационного элемента.

Способ улучшения цветовых характеристик природного касситерита методом термообработки // 2743679

Изобретение относится к области физико-химической обработки ювелирных камней и минералов, в частности обработки природного касситерита черного и темно-коричневого цветов. Технический результат заключается в упрощении процесса обработки кристаллов природного касситерита при улучшении его цветовых характеристик.

Способ термической обработки минерала и термически обработанный минерал // 2738536

Изобретение относится к области обогащения нерудных полезных ископаемых и физико-химической обработки ювелирных камней, в частности гранатов, предпочтительно, хромсодержащих андрадитов, и может найти применение в ювелирной промышленности. Техническим результатом является улучшение цветовых характеристик низкокачественного демантоида.

Способ формообразования кабошонов со сложнопрофильной поверхностью из полудрагоценных камней и устройство для его осуществления // 2705828

Изобретение относится к ювелирной промышленности и может быть использовано при обработке полудрагоценных и поделочных материалов, в частности кабошонов со сложнопрофильной поверхностью. Обработку ведут торцевой поверхностью вращающегося абразивного круга.

Резальное устройство и способ его эксплуатации // 2701757

Изобретение относится к резальной системе. Техническим результатом является повышение эффективности резального устройства и способа его эксплуатации.

Способ изготовления круглых кристаллов с фаской, устройство и лезвийный инструмент для осуществления способа // 2646301

Изобретение относится к области изготовления силовых полупроводниковых приборов и может быть использовано для разделения полупроводниковых пластин на круглые кристаллы. Способ включает формирование фаски алмазным лезвийным инструментом и вырезку кристаллов из пластины, которые выполняют одним инструментом.

Способ обработки алмазных кристаллов и алмазных материалов // 2622568

Изобретение относится к технологии обработки алмазных кристаллов и алмазных материалов. Техническим результатом является понижение уровня опасности при использовании в технологическом процессе газообразного водорода.

Способ бесконтактной обработки поверхности алмазов // 2620392

Изобретение относится к технологии обработки алмазов, а именно к методам придания им заданной геометрической формы, и востребовано в промышленности для производства электроники. Способ бесконтактной обработки поверхности алмаза включает нагрев алмаза до температуры чуть ниже температуры графитизации алмаза с последующим бесконтактным воздействием на локальный участок поверхности алмаза точечным источником энергии, с помощью которого повышают температуру поверхности алмаза на локальном участке выше температуры графитизации.