一種石英擺片的穩定化處理工藝的製作方法

2023-10-11 00:42:34 1

專利名稱：一種石英擺片的穩定化處理工藝的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種石英擺片的穩定化處理工藝，尤其涉及一種加速度計用石英擺片的穩定化處理工藝，屬於加速度計生產技術領域。
背景技術：
擺片作為加速度計的重要組成部分，其結構的穩定性是影響加速度計性能的一個重要因素。加速度計擺片通常採用熔融石英加工而成，該材料具有耐高溫、線膨脹係數小、 化學穩定性好等特點。加速度計擺片的結構複雜，其生產工藝屬於精密體加工範疇，除研磨、拋光、切割、清洗等玻璃行業的工藝方法之外，還用到熱加工、化學加工等多個特種精密加工方法以實現擺片精密的結構形式。加工過程中不可避免的造成擺片內部存在殘餘應力，殘餘應力隨時間和環境條件等原因的釋放，會產生擺片的結構變形、破壞等。因此在擺片生產過程中採取措施以減少加工工藝對擺片結構穩定性的影響尤為重要。在現有技術中，石英擺片通常在加速度計裝配完成後隨加速度計一同進行穩定化處理。由於加速度計中還涉及金屬、高分子等多種材料，其穩定化處理方法對單獨的擺片並不適用，急需擺片的穩定化處理工藝以提高其結構穩定性。

發明內容
本發明的技術解決問題是克服現有技術的不足，提供一種石英擺片的穩定化處理工藝，以提高薄片結構的穩定性，降低或消除環境載荷對薄片性能的影響。本發明的技術解決方案是一種石英擺片的穩定化處理工藝，包括以下步驟(1)將切割後的石英擺片放入加熱爐中，先對加熱爐以5 10°C /min的速度升溫至750°C 850°C，保溫15 40分鐘；(2)對加熱爐再以5 8°C /min的速度升溫至950°C 1150°C，保溫60 100分鐘；(3)對加熱爐以3. 5°C 7°C /min的速度降溫至300°C 450°C，保溫40 80分鐘；(4)加熱爐自然降至室溫，保溫35 50分鐘；(5)對加熱爐以5 10°C /min的速度升溫至300°C 450°C，保溫40 80分鐘；(6)按照步驟⑷、(5)的方法重複10 15次；(7)石英擺片隨加熱爐自然降至室溫，完成石英擺片的穩定化處理。本發明與現有技術相比的有益效果相對於通用的玻璃退火工藝，本發明對石英擺片處理工藝的升降溫速率、保溫時間等條件作出改進，採用本發明的處理工藝，可以有效地降低石英薄片的內應力，極大的提高了具有不同厚度結構的薄片的力學性能和機械性能的穩定性，可以有效的降低加工造成的應力集中現象，避免薄片加工過程和工作狀態中殘餘應力造成的損傷，並保證了薄片結構的力學性能和機械性能。


圖1為本發明穩定化處理工藝的溫度曲線示意圖。
具體實施方式
下面結合具體實施方式
對本發明作詳細說明。
石英材料內部應力的存在和不均勻分布會大大降低材料的穩定性，在退火溫度條件下保持足夠長的時間，使原子結構鬆弛、應變能釋放、微觀組織趨向於平衡和均勻狀態， 因此可以消除殘餘應力、應力集中現象，降低了薄片結構對外部環境的敏感性；同時必須以緩慢速度冷卻下來，以避免產生新的應力。由於尺寸特殊的薄片具有不同的厚度結構，必須用針對性的處理條件來實施穩定化處理。
實施例1 對於一種直徑不大於Φ50πιπι，總厚度小於Imm的、具有不同厚度結構的石英玻璃薄片(下稱薄片)的穩定化處理工藝，如圖1所示，包括以下步驟
1)將石英擺片以5 10°C /min的速度升溫到T1 :750°C 850°C，保溫、15 40分鐘；
2)以5 8°C /min的速度升溫到T2 :950°C 1150°C，保溫t2 :60 100分鐘；
3)以3. 5°C 7°C /min的速度降溫到T3 :300°C 450°C，保溫t3 :40 80分鐘；
4)加熱爐自然降至室溫，保溫t4 :35 50分鐘；
5)以5 10°C /min的速度升溫到T3 :300°C 450°C，保溫t5 :40 80分鐘；
6)重複4)、5)兩個步驟10 15次；
7)隨爐降至室溫，得到成品。
處理前後加工應力的數值從15MPa降至40KPa，處理前後的長度尺寸變化率減少了 30%。
本發明的實施方式不限於上述施例，在不脫離本發明宗旨的前提下作出的各種變化均屬於本發明的保護範圍之內。
權利要求
1. 一種石英擺片的穩定化處理工藝，其特徵在於包括以下步驟(1)將切割後的石英擺片放入加熱爐中，先對加熱爐以5 10°C/min的速度升溫至 750°C 850°C，保溫15 40分鐘；(2)對加熱爐再以5 8°C/min的速度升溫至950°C 1150°C，保溫60 100分鐘；(3)對加熱爐以3.5°C 7°C /min的速度降溫至300°C 450°C，保溫40 80分鐘；(4)加熱爐自然降至室溫，保溫35 50分鐘；(5)對加熱爐以5 10°C/min的速度升溫至300°C 450°C，保溫40 80分鐘；(6)按照步驟⑷、(5)的方法重複10 15次；(7)石英擺片隨加熱爐自然降至室溫，完成石英擺片的穩定化處理。
全文摘要
本發明公開了一種石英擺片的穩定化處理工藝，該工藝包括以下步驟(1)將切割後的石英擺片放入加熱爐中，對加熱爐以5～10℃/min的速度升溫至750℃～850℃，保溫15～40分鐘；(2)對加熱爐以5～8℃/min的速度升溫至950℃～1150℃，保溫60～100分鐘；(3)對加熱爐以3.5℃～7℃/min的速度降溫至300℃～450℃，保溫40～80分鐘；(4)加熱爐降至室溫，保溫35～50分鐘；(5)對加熱爐以5～10℃/min的速度升溫至300℃～450℃，保溫40～80分鐘；(6)按照步驟(4)、(5)的方法重複10～15次；(7)隨加熱爐自然降至室溫。本發明可以有效的降低石英擺片的內應力，提高了產品的力學性能和機械性能的穩定性。
文檔編號C03B27/012GK102515490SQ20111041855
公開日2012年6月27日 申請日期2011年12月15日 優先權日2011年12月15日
發明者劉 英, 周峰, 張蘭, 彭福英, 徐國棟, 秦淑斌, 袁楓, 郭琳瑞 申請人:航天科工慣性技術有限公司