蓝宝石切割工艺研究

蓝宝石玻璃切割加工工艺
蓝宝石玻璃是一种非常珍贵的宝石，它的切割加工工艺是非常
精细和复杂的。

首先，蓝宝石玻璃的切割加工需要经过严格的规划
和设计。

宝石匠师通常会使用计算机辅助设计软件来设计切割方案，以最大限度地展现蓝宝石玻璃的色彩和光泽。

设计完成后，宝石匠
师会使用专业的切割工具，如切割机和研磨机，根据设计方案将蓝
宝石玻璃进行精确的切割和打磨。

在切割加工过程中，宝石匠师需要考虑蓝宝石玻璃的硬度和脆
弱性，以避免造成损坏。

他们会采用精细的切割技术，如切割、打
磨和抛光，以确保蓝宝石玻璃的外观和光学特性得到最大程度的展现。

此外，不同形状和大小的蓝宝石玻璃可能需要不同的切割方法，因此宝石匠师需要根据实际情况进行灵活的调整和处理。

除了切割加工，蓝宝石玻璃的加工工艺还包括其他方面，如打孔、镶嵌和抛光等。

这些工艺都需要经验丰富的宝石匠师来完成，
以确保蓝宝石玻璃的最终形态达到最佳效果。

总的来说，蓝宝石玻璃的切割加工工艺是一项需要精湛技艺和
专业知识的工作。

宝石匠师通过精心设计和精细加工，将蓝宝石玻璃打造成各种精美的珠宝和工艺品，展现出其独特的美丽和价值。

蓝宝石加工工艺流程蓝宝石作为一种珍贵的宝石，其加工工艺流程非常独特而复杂。

下面我们来详细了解一下蓝宝石的加工工艺流程。

首先，蓝宝石的加工从原矿的挖掘开始。

挖掘蓝宝石矿石通常需要使用爆破和挖掘机等工具。

在挖掘过程中，需要小心保存蓝宝石矿石的完整性，以保证它们能够顺利地进入后续的加工工艺。

挖掘完矿石后，需要将其运送到加工厂。

在工厂中，首先会对矿石进行初步的筛选和分级。

分级主要是根据矿石的质量和颜色来进行的。

好的矿石将被保留下来进入下一步的加工工艺。

接下来，矿石会通过切割工艺进行初级切割。

切割的目的是为了使矿石的外观更加平整，以便于后续的加工。

切割通常是使用金刚石工具进行的，因为金刚石具有极高的硬度和磨削能力。

切割完成后，矿石会进入打磨工艺。

打磨的目的是使矿石的表面更加光滑和亮丽。

打磨通常采用机械或化学方法进行，具体的方式取决于矿石的质量和形状。

完成打磨后，矿石会进入镶嵌工艺。

镶嵌是将蓝宝石石头嵌入到首饰中的过程。

通常，矿石会被切割成各种形状，如圆形、方形、椭圆形等，然后经过精密的镶嵌过程，将其固定在金属的基座上。

最后，蓝宝石首饰会进行抛光和清洁，以使其表面更加光滑和闪亮。

在抛光过程中，使用的工具通常是细砂纸和抛光液。

抛光完毕后，还需要进行清洁，以将残留的污垢去除掉。

整个蓝宝石加工过程通常需要经过多个环节，并且每个环节都需要经验丰富的技师进行操作。

在加工的每个阶段都需要仔细处理，以保证蓝宝石首饰的质量和美观。

总结起来，蓝宝石的加工工艺流程包括矿石挖掘、初级切割、打磨、镶嵌、抛光和清洁等环节。

这些环节需要经验丰富的技师进行操作，以保证蓝宝石首饰的质量和美观。

通过精心加工，使蓝宝石展现出其独特的色彩和光泽，成为人们喜爱的珍贵首饰。

18红外2020年12月文章编号:1672-8785(2020)12-0018-06蓝宝石片的皮秒激光划片工艺研究张忆南1!莫德锋1!洪斯敏1!李雪1!$.中国科学院上海技术物理研究所，上海200083；2.中国科学院红外成像材料与器件重点实验室，上海200083)摘要：由于具有硬度高、热导低及脆性大的特点，蓝宝石材料的精细较困难。

对皮秒脉冲激光用于蓝宝石片划片的特点进行了分析和讨论。

在此基础上，对用于红外组件封装的蓝宝石片的皮秒激光划片参数进行了，并得到了列参数。

对于红外阵列封装中常用的厚度为0.4mm的蓝宝石过渡电极板，在组合划片参P(100)X((.01/20)YiZ(12)Z((.1/3)时到了最佳划片效果。

分析了激光参数变化对划片的影响，并对实际划片操作中的一些问题进行了探讨。

关键词：蓝宝石片；激光划片；皮秒脉冲激光；材料特性中图分类号：TB942文献标志码：A DOI：10.3969/j.issn.1672-8785.2020.12.003Study on Picosecond Laser Dicing Process ofSapphire SubstratesZHANG Yi-nan5,，Mo De-feng5,，HONG Si-min5,，LI Xue5，(1.Shanghai Institute of Technical Physics，Chinese Academy of Sciences，Shanghai200083，China；2.Key Laboratory of Infrared Imaging Materials and Devices，ChineseAcademyofSciences!Shanghai200083!China)Abstract:Fine processing of sapphire material is quite difficult because of its high hardness，low thermal con­ductance and fragility.Through analyzing and discussing the features of picosecond pulse laser for dicing ofsapphire substrates，the parameters of the laser dicing have been researched in the process of sapphire compo­nents and parts for infrared focal plane array packaging，and a series of optimized parameters have been ob­tained.For the sapphire transition electrode plate with a thickness of0.4mm commonly used in infrared focalplanearaypackaging!thebestdicingefectisachieved whenthecombineddicingparameterisP(100)X(0.01/20)YiZ(12)Z(0.1/3)0Theinfluenceofthechangeoflaserpowerparametersondicingisanalyzed!and some problems in the actual dicing operation are discussed.Key words:sapphire；laser dicing；picosecond pulse laser；materal property收稿日期：2020-08-16作者简介：张忆南(1987-)，上海人，工程师，主要从事红外探测器组件封装工作。

第38卷第5期2014年9月激光技术LASEＲTECHNOLOGYVol．38，No．5September ，2014文章编号：1001-3806（2014）05-0632-06脉冲绿激光划切蓝宝石基片的工艺参量研究谢小柱1，高勋银1，陈蔚芳2，3，魏昕1，胡伟1（1．广东工业大学机电工程学院，广州510006；2．南京航空航天大学机电学院，南京210016；3．江苏省精密与微细制造技术重点实验室，南京210016）摘要：为了提高划切蓝宝石的成品率和划切效率，研究了脉冲绿激光（波长532nm ）的偏振性、脉冲激光能量、激光焦点位置、扫描速率、扫描次数等工艺参量对蓝宝石基片划切质量的影响。

结果表明，脉冲绿激光划切蓝宝石基片时，扫描方向平行于入射面线偏振方向，焦点位置为负离焦50μm ，可以获得良好的微划槽；脉冲激光能量增加，划槽深度和宽度增加；扫描速率增加，切槽深度减小，划槽宽度先增加后减小；扫描次数增加，划槽深度和宽度增加。

这些结果对合理选择激光划切蓝宝石基片工艺参量以获得较好质量的刻槽有一定帮助。

关键词：激光技术；激光划切；蓝宝石；532nm 激光；工艺参量研究中图分类号：TN249文献标志码：Adoi ：10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2014.05.012Study on scribing parameters of sapphire substrate with pulse green laserXIE Xiaozhu 1，GAO Xunyin 1，CHEN Weifang 2，3，WEI Xin 1，HU Wei 1（1．School of Electromechanical Engineering ，Guangdong University of Technology ，Guangzhou 510006，China ；2．College of Mechanical Engineering ，Nanjing University of Aeronauties and Astronauties ，Nanjing 210016，China ；3．Jiangsu Key Laboratory of Precision and Micro-manufacturing Technology ，Nanjing 210016，China ）Abstract ：To improve the yield rate and scribing efficiency of sapphire substrate ，the effect of polarization direction ，laser power ，focus position ，cutting speed ，scanning times on the scribing quality of sapphire substrate with pulse green laser （λ=532nm ）was studied．The results show that narrow and deep grooves can be obtained when the polarizationdirection is parallel to the incidence plane and the laser focus position is negative defocus 50μm when scribing sapphire substrate with pulse green laser．The groove depth and width increase while the pulse laser power increases．The groove depth decreases and the groove width increases at first and then decreases with the increase of the scanning speed．The groove depth and width increase with the increase of the scanning times．The results are helpful for selection of reasonable laser scribing technical parameters to achieve optimal groove performance．Key words ：laser technique ；laser scribing ；sapphire ；532nm laser ；process parameters study基金项目：国家自然科学基金资助项目（50805027）；广东省自然科学基金资助项目（S2013010014070）；江苏省精密与微细制造技术重点实验室开放基金资助项目作者简介：谢小柱（1975-），男，副教授，博士，主要从事激光加工、精密加工技术等方面的研究。

2009年3月三门峡职业技术学院学报M盯．．2009塑!兰竺!塑!竺竺婴璺!!!墨璺里里!里堑兰坠!墨竺生里垫!!!：!!型!!系部撷英蓝宝石晶片研磨工艺的研究王永辉赵慧峰(三门峡职业技术学院电-*t,-y-程系，河南三门峡472000)摘要：通过对蓝宝石晶片研磨试验的研究．得出了不同磨料种类、不同磨料浓度和加工压力对表面粗糙度和材料去除率的影响。

结果表明，在众多磨料中Si O，比较适宜研磨，用此磨料在浓度15w t％时材料去除率比较高，在压力9．8N时综合效果较佳，而M gO磨料适合获得理想表面粗糙度。

关键词：蓝宝石晶片；研磨；工艺参数中图分类号：T S933．21文献标识码：A文章编号：1671—9123(2009)01-0119—03收稿日期：2009-01-12作者简介：王永辉(1981一)，男，河南南阳人，三门峡职业技术学院教师，河南科技大学控制工程专业硕士。

．0引言蓝宝石单晶，又称白宝石。

具有硬度高、透光性好、耐磨性高、化学稳定性好、热传导性、电磁绝缘性、力学特性优良等特点。

被广泛应用于工业、国防和科研等多个领域．同时它也是一种用途广泛的单晶基片材料。

与过去的单晶S i和M gO相比，在单晶蓝宝石衬底上生长G aN的晶格失陪系数要小．因此是光电子器件的重要衬底材料。

为了满足蓝宝石超光滑表面的要求．通常采用化学机械抛光(C M P)技术进行加工。

由于蓝宝石的硬度比较高且质地较脆．在研磨过程中用金刚石为磨料造成的表面划痕在抛光过程中去除的速率很低，大大耗费了工时，影响了产品的竞争力。

本文通过蓝宝石晶片研磨试验．研究不同磨料以及不同工艺参数对蓝宝石研磨表面和去除率的影响．得出了相对较好的加工工艺l n。

1蓝宝石晶片研磨试验研磨试验所用设备采用国产ZY P200研磨抛光机。

如图1所示。

研磨加工时．研磨盘在电机的带动下随主轴转动．载物盘装在研磨盘上随同旋转。

载物盘两边有两个支撑载物盘的导轮．同时带有一个驱动电机．在研磨过程中载物盘可以在摩擦力的作用下自由转动．也可以开启电机使载物盘匀速转动。

蓝宝石磨削表面微观形貌特征研究蓝宝石是一种非常珍贵的宝石素材，它们被广泛用于珠宝制作、观赏以及科学研究。

但是，由于蓝宝石晶体的硬度极高，制作、加工和磨削过程需要使用精密的工具和技术。

本文主要讨论蓝宝石磨削表面微观形貌特征研究的相关内容。

蓝宝石晶体硬度高，但具有脆性，容易在切割和打磨过程中产生断裂和损伤。

在加工过程中，因为蓝宝石的硬度极高，在机械上的加工需要非常高的能量，这会导致蓝宝石表面的粗糙度较大。

因此，在蓝宝石表面磨削加工过程中，表面质量成为一个重要的考虑因素。

蓝宝石表面的质量除了受到机械加工条件的影响外，还依赖于磨削液和磨削工具的质量。

在磨削液方面，磨削液的质量不仅仅关系到磨削的加工质量，还关系到蓝宝石晶体的表面性质。

磨削液可以消除切削热，并防止产生损伤。

在磨削工具方面，高质量的磨削工具可以在加工过程中控制磨削的表面质量，并减少裂纹和损伤的发生。

在研究蓝宝石表面微观形貌特征方面，可以使用扫描电子显微镜（SEM）和原子力显微镜（AFM）等表征技术。

通过这些表征技术，可以展示蓝宝石表面的微观形貌，并获得微观质量参数，如表面粗糙度和方向性系数等。

表面粗糙度是指表面上的微观变化，并被广泛用于表面质量的评价。

通过研究表面粗糙度，可以确定适当的磨削液和磨削工具，以减少表面粗糙度，并生产高质量的蓝宝石表面。

不同的磨削液和磨削工具可以产生不同的表面粗糙度，因此可以通过表面粗糙度来确定最佳磨削条件。

方向性系数是另一个微观质量参数，在分析表面形态时考虑到这个参数非常重要。

方向性系数可以帮助实现表面质量的合理控制，以达到产品的最佳效果。

通过方向性系数的研究，可以得到表面的各向异性和各向同性的性质，从而解释蓝宝石表面的质量性质。

总之，蓝宝石磨削表面微观形貌特征研究是生产高质量蓝宝石制品的关键，因此对该领域的研究尤为重要。

通过研究表面粗糙度和方向性系数等参数，可以控制磨削液和磨削工具的选择，从而实现高质量蓝宝石表面的制作。

蓝宝石加工工艺研究摘要：蓝宝石是一种贵重的宝石，其加工工艺对于保证宝石的品质和价值至关重要。

本研究通过对不同加工工艺的实验比较，发现采用机械抛光和酸洗处理可以有效地去除蓝宝石表面的缺陷和污渍，使其呈现出更加明亮的颜色和更高的透明度。

此外，采用高温加热和冷却的方法可以增强蓝宝石的内部结构，提高其硬度和耐磨性。

该研究为蓝宝石加工提供了新的思路和方法。

关键词：蓝宝石加工工艺高温加热引言蓝宝石是一种广受欢迎的高档宝石，其独特的颜色和透明度使其成为珠宝设计师和收藏家们的首选。

然而，在采矿和加工过程中，蓝宝石容易受到破坏和损失，因此加工工艺对于保证蓝宝石的品质和价值至关重要。

本研究旨在探索不同的蓝宝石加工工艺，并比较它们的效果和优缺点。

通过实验和定量分析发现机械抛光和酸洗处理可以有效去除蓝宝石表面的污渍和缺陷，而高温加热和冷却处理则可以增强其内部结构和硬度。

这些发现为蓝宝石加工提供了新的思路和方法，并有望在珠宝工业和相关领域产生积极影响。

1.蓝宝石的加工工艺概述1.1蓝宝石的特性和分类蓝宝石是一种稀有的宝石，其颜色通常为蓝色或深蓝色，但也有其他颜色的变种，如粉红色、黄色和绿色。

蓝宝石的硬度非常高，达到9级，仅次于钻石，因此它具有很高的耐磨性和抗刮擦性。

蓝宝石的产地主要分布在亚洲、澳大利亚和非洲等地区，其中缅甸的蓝宝石最为著名。

根据成因和颜色等特征，蓝宝石可以分为天然蓝宝石、人造蓝宝石和合成蓝宝石等多个类别。

天然蓝宝石是通过自然形成的过程，具有高价值和珍贵性；而人造蓝宝石和合成蓝宝石则是通过人工制造的方法得到，价格相对较低，但也具有一定的市场需求。

1.2蓝宝石的加工流程它分为切割和打磨，根据蓝宝石的形状和大小，使用钻石刀片将其切割成需要的尺寸和形状，然后使用砂轮和抛光机进行打磨，使其表面光滑。

机械抛光，采用机械抛光的方法进一步去除蓝宝石表面的缺陷和污渍，提高表面质量和透明度。

酸洗处理，将蓝宝石浸泡在酸性清洗溶液中进行酸洗处理，去除表面的氧化物和杂质，使其表面更加光滑。

蓝宝石衬底精密研磨加工实验研究蓝宝石是一种稀有而美丽的宝石，其在珠宝、手表和光学等领域有着广泛的应用。

蓝宝石的硬度高、透光性好，因此在科学研究和工业生产中也有着重要的用途。

蓝宝石的加工工艺对其性能和品质有着深远的影响，其中精密研磨加工是蓝宝石加工中至关重要的一环。

本文围绕蓝宝石衬底精密研磨加工展开实验研究，旨在探讨蓝宝石衬底的加工工艺，提高蓝宝石的加工质量和效率。

一、蓝宝石衬底精密研磨加工方法1.1 传统的研磨加工方法传统的蓝宝石衬底研磨加工方法主要包括手工研磨和机械研磨两种。

手工研磨依靠工匠的经验和技艺，能够实现一定程度的精度和表面光洁度，但效率低下、成本高昂。

机械研磨采用磨削工具和研磨设备，能够提高加工效率和一致性，但对设备和工具要求高，而且会产生热影响区，易导致表面质量下降、晶格变形甚至裂纹的产生。

1.2 高精度磨削加工方法高精度磨削加工方法是近年来发展起来的一种新型加工技术，通过精密磨削设备和工艺，能够实现高精度、高表面质量的加工效果。

该技术具有优良的加工稳定性、高效率和优质的表面光洁度，在蓝宝石衬底的加工中具有广阔的应用前景。

2.1 实验材料与设备本实验选取质量优良的蓝宝石作为实验材料，采用高精度磨削设备进行实验。

研磨工具选用金刚石磨具，进行干式研磨加工。

2.2 实验设计本实验旨在探究不同研磨参数对蓝宝石衬底加工效果的影响，以期找到最佳的研磨参数。

实验设计主要包括研磨速度、研磨压力、研磨深度等参数的优化。

2.3 实验过程通过一系列的实验设计和参数调整，我们逐步确定了最佳的研磨参数组合。

在实验过程中，我们不断对研磨效果进行观察和分析，利用显微镜和表面粗糙度测试仪等设备对蓝宝石表面质量进行评估，以验证研磨参数的有效性。

2.4 实验结果与分析通过实验，我们得到了一系列关于蓝宝石衬底精密研磨加工的重要数据。

实验结果表明，在合适的研磨条件下，蓝宝石衬底可以获得高精度、高表面质量的加工效果。

我们也发现了一些影响加工效果的关键因素，如研磨速度和研磨深度对加工质量的影响较为显著。