Как делается сапфировое стекло
В швейцарских часах чаще всего устанавливают сапфировое стекло. Разумеется, речь идет об искусственном сапфире.
Для создания стекла с высокими оптическими и физическими качествами оказалось важным копировать модель кристаллической решетки настоящего сапфира – драгоценного камня, очень похожего на бриллиант. Интересно, что стекло – материал не кристаллический, а аморфный и этим объясняются некоторые его свойства, в том числе –некоторые недостатки, например – недостаточная твердость.
Потребность в изготовлении стекол, превышающих по качеству обычные сорта стекла, применяемые в часах вызваны требованиями повышения прозрачности, износоустойчивости и прочности. Крайне важным дли наручных часов можно считать требования высокой износоустойчивости, то есть – сохранение внешнего вида.
Еще в начале 20 века стало ясно, что стекло с кристаллической структурой будет больше соответствовать специфике эксплуатации часов, поэтому и производство такого стекла развернуто в Швейцарии, там, где делают часы.
Изготовление сапфирового стекла
Сырьем для изготовления сапфирового стекла, искусственного сапфира, служит оксид алюминия. Упрощенно, схема изготовления искусственного сапфира выглядит так:
- сырье разогревается до температуры в две тысячи градусов, от чего оно расплавляется
- в расплав вводится инициатор формирования кристаллической решетки. Это может быть образец – небольшой кусок настоящего сапфира
- температура расплава снижается, он застывает, образуя однородное кристаллическое тело, свойства которого близки и свойствам куска – инициатора кристаллизации, сапфира.
- После отвердения готовый кристалл, формируемый в виде заготовки, пригодной для достижения цели изготовления, подвергают механической обработке, получая изделия, в том числе – сапфировые стекла для часов.
Искусственный способ получения кристаллов называется выращиванием – этим точно характеризуется процесс формирования кристаллической решетки по образу и подобию образца – настоящего кристалла. В этом процессе очень важна возможность обеспечения высокой химической чистоты такого кристалла, в отличие от природных кристаллических образований, содержащих немало примесей. К слову, именно примесям настоящий сапфир обязан своим цветом.
Кроме высокой прозрачности искусственно выращенный кристалл сапфира обладает еще многими преимуществами перед настоящим, драгоценным сапфиром. Одно из важнейших – отсутствие внутренних напряжений в кристаллической решетке, благодаря которому возможна механическая обработка в любых формах и масштабах.
Грамотное выращивание кристалла и его охлаждение – процесс, сопряженный со многими технологическими секретами и занимающий десяток – другой дней времени. После охлаждения, новорожденный кристалл, имеющий форму емкости, в которой он выращен, поступает на обработку, которая выполняется механическими средствами, в том числе – с применением алмазных абразивов, без которых твердый искусственный кристалл разрезать нельзя.
Кристалл, выращенный для часовых стекол, разрезают на листы, из которых делают заготовки. Каждая заготовка, обладающая формой часового стекла с запасом на обработку, постепенно доводится до требуемой формы и получает поверхности высочайшего качества, практичные для часов, со специальными свойствами, например –со способностью не образовывать бликов.