Главная  Пьезоэлектрический резонатор 

[0] [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [ 14 ] [15] [16] [17] [18] [19] [20] [21] [22] [23] [24] [25] [26] [27] [28] [29] [30] [31] [32] [33] [34] [35] [36] [37] [38]


Рис. 3.1. Схематическое изображение алмазно-отрезного полуавтомата

ри7тГьноТ-ос"и+?0°Т;стГаТ;ашениТ Р™«-"°й оси 360», вокруг го-сети напряжением ШТв.Т



Основа птыШ0,05)

Jc. 5.2. Схематическое изображение .лмазно-отрезного станка (верхняяЧасть)

Схематическое изображение верхней части распиловочного станка этого ти-ла дано на рис. 3.2. Оснозной особенностью этих станков является контролируемая вертикальная подача АОК, разрезающего кристалл кварца. Скорость подачи регулируется гидравлическим тормозом. Этот тормоз замедляет падение шпинделя с дисковой пилой. Регулировка обеспечивает равномерное опускание пилы, медленное в начале резки и более быстрое в конце. Скорость подачи пилы замедляется закрыванием перепускного клапана в верхней части цилиндра и регулируется этим клапаном с круговой шкалой до любого значения. При желании можно отключить тормозную систему с помощью рычага в верхней части бачка гидравлического тормоза. Нужное давление дисковой пилы на кристалл, подлежащий распиловке, устанавливается с помощью груза, прикрепленного к шпинделю коромыслом. Давление можно регулировать, перемещая груз вдоль коромысла. Гидравлический тормоз увеличивает срок службы дисковой пилы. Шпиндель с дисковой пилой удерживается только во время хода вниз и свободно поднимается вверх из любого положения.

Алмазно-отрезной круг с алмазно-несущей режущей кромкой может быть диаметром 100-350 мм в зависимости от типа станка и размера разделываемого сырья. На АОК (рис. 3.3) наносится порядковый номер, число карат и номер зернистости алмаза. (Карат -мера массы алмаза. 1 карат равен 0,2 г, масса одного зерна технического алмаза в среднем 0,06-0,07 карата.)

Жесткость диска пилы имеет большое значение для избежания искривления плоскости пропила. Установлены соотношения диаметра и минимальной толщины пилы, при которых сохраниется необходимая жесткость. Применять для экономии кварцевого сырья топкие алмазные пилы толщиной менее 1,0 мм пока не удается, так как при этом искривляется плоскость пропила.

Для охлаждения и промывки образующейся при распиловке кварца прорези Применяется трансформаторное масло, подаваемое местным насосом на диск. Средняя скорость резания равна 20 м/с для протяженности реза 85 мм. Скорость резания, в данном случае линейная окружная скорость дисковой пилы, определяется по формуле

u = ni)„/60,

где и -скорость резания, м/с; D - диаметр дисковой пилы, м; п -число оборотов дисковой пилы в минуту.

АОК, охлаждаясь, отдает свою теплоту распыленному маслу, пары которого отсасываются из кабины вытяжной вентиляцией.

3.3. ПРИБОР ДЛЯ ОПТИЧЕСКОЙ ОРИЕНТИРОВКИ КРИСТАЛЛА КВАРЦА

Для распиловки кристалла кварца на нужные срезы необ.ходи-мо знать расположение кристаллографических осей. Найти эти оси в кристаллах, сохранивших идеальную фср.му, нетрудно. Однако используемые в прбиэводстве кристаллы в большинстве Слу-

Рис. 3.3. Алмазно-отрезной круг с алмазным металлокерамическим ободком



чаев сохраняют только несколько выраженных естественных граней (что облегчает их ориентировку) либо не имеют их совсем. В этих случаях нахождение кристаллографических осей кристалла кварца требует применения специальных приборов и методов. Один из таких методов - предварительная ориентировка кристаллов кварца по фигурам астеризма.

Термин «астеризм» присвоен оптическому явлению в кристаллах кварца, заключающемуся в том, Что при наблюдении отраженного от кристалла луча света или при просматривании через кристалл точечного источника света обнаруживаются различные световые фигуры, форма которых зависит от ориентировки кристалла относительно светового луча. По этим световым фигурам приближенно, с точностью до 2-3°, определяются кристаллографические оси кристалла кварца X, У, Z, а по ним - требуемые кварцевые срезы. Впервые этот метод был разработан академиком Л. В. Шубниковым, и фигуры астеризма были применены для ориентировки направления кристаллографических осей в кристалле кварца.

Предварительная ориентировка кристаллов кварца в современном кварцевом производстве сведена к довольно простым операциям и составляет небольшую часть общего технологического процесса.

Различные методы предварительной ориентировки кристаллов кварца перед распиловкой подробно рассмотрены в [27]. Ограничимся описанием наиболее распространенного в кварцевом производстве способе.

Ориентировка производится при помощи прибора (астероско-па) конструкции А. А. Тюльпанова и Ф. М. Ильина для определения положения плоскости YZ в кристалле кварца. Прибор (рис. 3.4) состоит из подставки 4, на которой укреплена стойка 2 с то-


Рис. 3.4. Прибор, предназначенный для ориентировки крис- таллов кварца по фигурам астеризма

чечным источником света, /. Источником света служит лампочка напряжением 6 В, закрытая колпачком. На подставке укреплена площадка 3, в которой имеется игольчатое отверстие. Под этим

отверстием на.ходится еще один источник света 5 - лампочка накаливания. На подставке имеются выключатели, которыми поочередно включают верхний и нижний источники света. На площадке помещают протравленный в плавиковой кислоте и высушенный теплым воздухом кристалл кварца. Этот кристалл освещают коническим пучком света, исходящим от источника света /. Поворачивая кристалл кварца в различных направлениях, находят такое его положение, при котором наиболее ясно видна фигура астеризма.

Метод ориентировки по фигурам астеризма (приведен в § 3.5.

3.4. ОРИЕНТИРОВКА СРЕЗОВ КРИСТАЛЛА КВАРЦА С ПОМОЩЬЮ РЕНТГЕНГОНИОМЕТРА

В кварцевом произ1водстве для точной ориентации кристаллов кварца используются Опециальные рентгеновские .установки;- рштгенгониометры.

После предварительной ориентировки кристалла кварца опти-чеокйм опособом все замеры уточняются с Помощ"ью рентгенгонио--метрической установки. Пробные срезы (кварцевые пластины), полученные на распиловочных ста,нках и поступившие для замера на рентгенгониометр, и.меют уже приближенно нужную ориентацию.

В основе устройства рентгенгониометра лежит явление дифракции рентгеновских лучей в кристаллах. Известно, что в кристалле кварца, как и в любом другом кристалле, атомы расположены в углах пространственной решетки. В этой пространственной решетке можно выделить несколько плоскостей, в которых атомы образуют правильные плоские решетки. Рентгеновские лучи, длина волны которых одного порядка с межатомными расстояниями в кристаллах, попадая на плоские атомные решетки, дифрагируют подобно световым лучам, попадающим на прозрачные пластинки с нанесенными на них тонкими линиями (оптические решетки).

Существует дифракция двух типов: в проходящих и в отраженных лучах. В рентгенгониометре используется дифракция в отраженных лучах. В этом случае углы максимального отражения рентгеновских лучей от атомных плоскостей определяются сле дующим уравнением, известным как уравнение Брэгга-Вульфа:

2LsmQ = nX,

где L - расстояние между одинаковыми (параллельными) атомными плоскостями, от которых происходит отражение; 9 - угол максимального отражения (между рентгеновским лучом и aroiM-ной отражающей плоскостью); п=\, 2, 3, ... - число, показывающее порядок отражения; Я - длина волны рентгеновских лучей. В рентгенгониометре используются монохроматические рентгеновские лучи с длиной вачны 1,593-Ю м.

Для нахождения угла максимального отражения рентгеновских лучей 9 вырезанные на распиловочных станках кристалличеокие



элементы перемещают в пучке рентгеновских лучей. Положение при которо.м получается максимальное отражение этих лучей ol отдельных атомных плоскостей элемента, фиксируется максималь! ным отклонением стрелки индикаториого прибора рентгенгонио! метра-гальванометра. Одно из таких положений показано т рис. 3.5, где К - иониз-ациоиная камера, которая может переме! щаться по дуге и закрепляться в разных положениях так, чтобь


Рис. 3.5. Условия максимального отражения рентгеновских лучей от атомной плоскости кристалла кварца

отражение происходило от выбранных атомных плоскостей; РТ рентгеновская трубка; шА - миллиамперметр, регистрирующи ионизационный ток в камере К; Л - лимб рентгенгониометра; сс - кристалл кварца; dd - одна из атомных плоскостей кварца; п - перпендикуляр к атомной плоскости; г - рентгеновский луч; 26 - двойное значение угла отражения от используемой атомной плоскости, при котором в ионизационной камере К на блюдается наиболее интенсивный поток отраженных рентгенов ских лучей.

Во время измерений камера К устанавливается против дел ния щкалы рентгенгониометра, соответствующей двойному угл; 26 отражения от используемой атомной плоскости.

Интенсивность отраженных рентгеновских лучей измеряется ионизационным методом, отсчет производится при помощи радиотехнического устройства с индикаторным прибором. Ошибка в определении положения атомных плоскостей на рентгенгониометре не превышает 1-3. Такая высокая точность контроля возможна на любой стадии обработки кристалла кварца, а не только в процессе резки и шлифовки. В последние годы созданы двухкристаль-ные рентгенгониометры с точностью измерения угла среза ±10".

Атомные плоскости кристаллической решетки кварца соответствуют граня.м кристалла кварца и даже имеют одинаковые с ними названия («большой ромбоэдр», «малый ромбоэдр» и т. д.). Атомные плоскости и грани составляют определенные углы с кристаллографическими осями. Поэтому, определив в кристалле кварца независимо от его внешней формы положение атомных плоскостей, можно найти и положение кристаллографических осей. Атомные плоскости обозначаются цифрами. 90

Каждая -атомнаяшлоСКОстЬкварца может отражаю рентгеновские Лучи, но при одном определенном угле надеиия рентгенов ских лучей на атомную плоскость отражение будет максимальным. Значение угла отражения определяется отсчетным устройством рентгенгониометра. Свойством кристаллов кварца отражать рентгеновские лучи от атомных плоскостей кристаллической решетки пользуются для замера углов среза.

Для ориентации кварцевых срезов выбирают по возможности такие атомные плоскости, которые отстоят на небольшой угол от заданного угла среза, так как большие углы исключают замер на тимбе рентгенгониометра, дуга которого равна 90°. (В этом слу чае может получиться большое отклонение отраженных лучей и они не попадут в ионизационную камеру.) Когда в кристалле кварца нет близкой к срезу атомной плоскости или она проходит с наклоном в другой плоскости, разность угла среза и угла наклона атомной плоскости заранее подсчитывается. Расчетные данные-для таких сложных случаев сводятся в специальные таблицы и лспользуются для точной ориентации данного среза.

Устройство рентгенгониометра. На рис. 3.6 приведено схематическое изображение основных деталей рентгенгониометра с левым


Рис. 3.6. Схематическое изображение рентгенгониометра

и правым лимбами, используемого в кварцевом производстве. Такая система позволяет производить одновременный замер на двух рабочих местах с одной рентгенов10кой трубкой. Здесь РТ - рентгеновская трубка; шА - миллиамперметр; К - ионизационная камера; Кд - кварцедержатель; РКд - рычаг, связанный с квар-Цбдержателем; СКд - стопорное кольцо кварцедержателя; ЛЛ - Шкала левого лимба (от -10 до 0° шкала отрицательная с отрицательным значением отсчетов, от О до -f 80° шкала положительная); ПЛ - шкала правого лимба с теми же значениями делений; В - верньерная головка со шкалой, разделенной на 60,-Укладываюши.хся в деление 1° шкалы лимба. Это дает возможность определить угол поворота кварцедержателя с точностью До Г.



[0] [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [ 14 ] [15] [16] [17] [18] [19] [20] [21] [22] [23] [24] [25] [26] [27] [28] [29] [30] [31] [32] [33] [34] [35] [36] [37] [38]

0.0014