Lesa “gbigbe” diamond: ṣẹgun ohun elo ti o nira julọ pẹlu ina

Diamondjẹ nkan ti o nira julọ ni iseda, ṣugbọn kii ṣe ohun ọṣọ nikan. Ohun elo yii ni adaṣe igbona ni igba marun yiyara ju bàbà lọ, o le koju ooru pupọ ati itankalẹ, o le tan ina, ṣe idabobo, ati paapaa le yipada si semikondokito kan. Sibẹsibẹ, o jẹ “awọn alagbara” wọnyi ti o jẹ ki diamond jẹ ohun elo “ti o nira julọ” lati ṣe ilana - awọn irinṣẹ ibile boya ko le ge tabi fi awọn dojuijako silẹ. Kii ṣe titi di wiwa ti imọ-ẹrọ laser ti eniyan nipari rii bọtini kan lati ṣẹgun “ọba awọn ohun elo” yii.

Kini idi ti lesa lesa "ge" diamond?

Fojuinu nipa lilo gilasi ti o ga si idojukọ imọlẹ oorun lati tan iwe. Ilana ti diamond processing laser jẹ iru, ṣugbọn kongẹ diẹ sii. Nigbati ina ina lesa ti o ni agbara giga ba tan okuta iyebiye, “metamorphosis carbon atomu” airi kan waye:

1. Diamond yipada si lẹẹdi: Agbara ina lesa yi ọna diamond dada pada (sp³) sinu lẹẹdi rirọ (sp²), gẹgẹ bi diamond lesekese “digenerates” sinu asiwaju ikọwe kan.

2. Graphite ti wa ni "evaporated": lẹẹdi Layer sublimates ni ga otutu tabi ti wa ni etched nipa atẹgun, nlọ kongẹ processing iṣmiṣ. 3. Ilọsiwaju bọtini: awọn abawọn Ni imọran, diamond pipe le ṣee ṣe nikan nipasẹ laser ultraviolet (ipari gigun <229 nm), ṣugbọn ni otitọ, awọn okuta iyebiye atọwọda nigbagbogbo ni awọn abawọn kekere (gẹgẹbi awọn alaimọ ati awọn aala ọkà). Awọn abawọn wọnyi dabi “awọn ihò” ti o gba laaye ina alawọ ewe lasan (532 nm) tabi lesa infurarẹẹdi (1064 nm) lati gba. Awọn onimo ijinlẹ sayensi le paapaa “paṣẹ” lesa lati ṣe apẹrẹ kan pato lori diamond nipa ṣiṣe ilana pinpin abawọn.

Iru lesa: Itankalẹ lati “ileru” si “ọbẹ yinyin”

Ṣiṣẹ lesa daapọ awọn eto iṣakoso nọmba kọnputa, awọn eto opiti ti ilọsiwaju, ati ipo pipe ati adaṣe adaṣe lati ṣe agbekalẹ iwadii kan ati ile-iṣẹ iṣelọpọ iṣelọpọ. Ti a lo si sisẹ diamond, o le ṣaṣeyọri daradara ati ṣiṣe deede-giga.

1. Microsecond lesa processing Microsecond lesa polusi iwọn ni fife ati ki o jẹ maa n dara fun inira processing. Ṣaaju ifarahan ti imọ-ẹrọ titiipa ipo, awọn iṣọn laser jẹ pupọ julọ ni microsecond ati nanosecond. Lọwọlọwọ, awọn ijabọ diẹ wa lori sisẹ diamond taara pẹlu awọn lasers microsecond, ati pe pupọ julọ wọn dojukọ aaye ohun elo ṣiṣe-ipari.

2. Nanosecond laser processing Nanosecond lasers Lọwọlọwọ wa ni ipin ọja nla kan ati pe o ni awọn anfani ti iduroṣinṣin to dara, iye owo kekere, ati akoko ṣiṣe kukuru. Wọn ti wa ni lilo pupọ ni iṣelọpọ ile-iṣẹ. Bibẹẹkọ, ilana ablation laser nanosecond jẹ apanirun gbona si apẹẹrẹ, ati ifihan macroscopic ni pe sisẹ n ṣe agbegbe agbegbe ti o ni ipa lori ooru nla.

3. Picosecond laser processing Picosecond laser processing ni laarin nanosecond laser thermal equilibrium ablation ati femtosecond laser tutu processing. Iye akoko pulse ti dinku ni pataki, eyiti o dinku awọn ibajẹ ti o fa nipasẹ agbegbe ti o kan ooru.

4. Femtosecond laser processing Ultrafast laser ọna ẹrọ Ọdọọdún ni anfani fun Diamond itanran processing, ṣugbọn awọn ga iye owo ati itoju iye owo ti femtosecond lesa idinwo awọn igbega ti processing awọn ọna. Lọwọlọwọ, iwadi ti o ni ibatan julọ wa ni ipele yàrá.

Ipari

Lati “ailagbara lati ge” si “gbe ni ifẹ”, imọ-ẹrọ laser ti ṣeokuta iyebiye ko si ohun to kan "adodo" idẹkùn ninu awọn yàrá. Pẹlu aṣetunṣe ti imọ-ẹrọ, ni ọjọ iwaju a le rii: awọn eerun diamond ti ntan ooru kuro ninu awọn foonu alagbeka, awọn kọnputa kuatomu ti nlo awọn okuta iyebiye lati tọju alaye, ati paapaa awọn biosensors diamond ti a gbin sinu ara eniyan… Ijó ina ati awọn okuta iyebiye n yi igbesi aye wa pada.