Lược sử và các phương pháp chế tạo kính Sapphire

Đồng hồ chính hãng hiện nay hầu hết sử dụng kính Sapphire trong chế tác. Kính Sapphire được biết đến là loại kính chống xước cực kỳ tốt, chỉ xếp sau kim cương. Nhưng bạn có biết đến phương pháp chế tạo ra loại kính này không. Cùng tìm hiểu bài viết dưới đây để hiểu một cách sơ lược và tổng quát nhất về loại kính này nhé.

Kính Sapphire chỉ mới xuất hiện trong lịch sử chế tạo đồng hồ

1. Lịch sử phương pháp chế tạo kính Sapphire

Kính saphire mới chỉ phổ biến trong thời gian gần đây trong lịch sử chế tạo đồng hồ. Vào khoảng 1930, hãng Jaeger lecoultre được cho là những người đầu tiên áp dụng loại kính này, sau đó là omega – mãi tới 30 năm sau. Vào thời điểm đó, việc gia công saphire là rất khó cũng như chi phí cao. Mãi cho đến khi hãng rolex bắt đầu sử dụng tinh thể Saphire trên hầu hết các đồng hồ của mình vào giữa những năm 1980 thì các tài liệu về tinh thể mới bắt đầu phổ biến rộng rãi.

Saphire là vật liệu ngày càng phổ biến trong đồng hồ với khả năng chống xước đáng kinh ngạc, hơn hẳn kính acrylic hoặc kính mineral. Tuy nhiên chính điểm cao trên thang đo Mohs lại là điểm yếu của loại kính này, dễ giòn và dễ vỡ. Bất chấp khả năng chống trầy kém cũng như sự suy giảm về chất lượng, có không ít người vẫn yêu thích kính khoáng acrilic hơn cả saphire, bởi nó có thể dễ dàng đánh bóng và chống va đập cực tốt.

Có nhiều phương pháp tạo nên kính Sapphire

Ý tưởng về phát triển sapphire là đặt một tinh thể sapphire “hạt giống” vào trong một hỗn hợp ôxit nhôm nóng chảy (AL2O3). Trong quá trình thực hiện sẽ đem lại một không gian trống giữa các hạt phân tử và dùng hộp đựng hình trụ đứng để tạo không gian giãn nở. Sau đó họ làm nguội, tạo môi trường cho các hạt tinh thể phát triển, tinh chỉnh các mức nhiệt độ để kiểm soát kích thước và hình dạng của tinh thể, đây cũng là thời điểm để áp dụng các phương pháp khác nhau trong việc khai thác sapphire.

Ngày nay chế tạo sapphire gắn liền với ứng dụng công nghệ cao như đèn led, cửa sổ tàu vũ trụ. Để sản xuất ra một viên saphire hình cầu, người ta sử dụng nhôm ô xít thương mại có sẵn (AL2O3) để làm nguyên liệu, nấu chảy trong lò với nhiệt độ 4000 độ F. Kích thước sản phẩn saphire phụ thuộc vào phương pháp điều chế và mục đích sử dụng.

2. Các phương pháp chế tạo kính Sapphire

VERNEUIL

Phương pháp đầu tiên đó là Vernueil được sản xuất tại thủ đô Paris Pháp. Phương pháp này dùng bằng cách sử dụng ngọn lửa phản ứng tổng hợp. Ngày nay nó vẫn thường được sử dụng vì nó là cách tổng hợp saphire và đá quý khác một cách ít tốn kém và phù hợp để áp dụng cho nhiều thứ, cất lượng quang học của chúng rất kém.

Phương pháp Vernueil chế tạo kính Sapphire giúp tiết kiệm chi phí

CZOCHRALSKI METHOD (CZ)

Phương pháp tăng trưởng tinh thể CZ được phát hiện vào năm 1916 bởi Jan Czchralski. Trong một buổi tối, ông đang nung thiếc nóng chảy và cầm bút ghi chú, nhưng thay vì nhúng bút vào lọ mực ông lại nhúng nó vào thiếc nóng. Ông nhanh chóng kéo nó ra và nhìn thấy các sợi mỏng bằng kim loại kết tinh ở đầu bút và từ đó ông đã phát triển ra phương pháp này.

Phương pháp này ngày nay cơ bản vẫn được giữ nguyên, quá trình có thể phải mất đến 8 tuần, đòi hòi sự cẩn thận và tiếp năng lượng liên tục kèm theo sự giám sát. Sản phẩm saphire có chất lượng quang học tốt sử dụng rộng rãi trong lazer, hồng ngoại, tia cực tím…

Phương pháp này hiện đang được sử dụng trong chế tạo kính sapphire

KYROPOULOUS

Phát triển vào năm 1926, quy trình kết tinh này giảm nhiệt độ độ của các viên tinh thể trong khi vẫn đang còn trang quá trình nung, sử dụng bột nhôm tinh khiết đưa đến nhiệt độ nóng chảy các tinh thể saphire sẽ được hình thành sâu dưới bề mặt nhôm nóng chảy. Với điều kiện được kiểm soát nhiệt độ chặt chẽ gradient, sản phẩm làm ra có đường kính lớn, chất lượng quang học cực tốt, độ tinh khiết rất cao, sản phẩm tạo ra phù hợp với các loại ứng dụng quang học.

Phương pháp này tạo ra kính Sapphire có độ tinh khiết cao

HEAT EXCHANGER METHOD (HEM)

Thường được gọi là kyropoulos ngược – kyropoulos chỉnh sửa. Phát minh bởi Fred Schmid và Dennis Viechnicki tại viện nghiên cứu quân đội Watertown, Hoa Kì vào năm 1967. Sử dụng nhôm tinh khiết làm mát bằng heli, quá trình làm mát chậm cho ra loại tinh thể sapphire có tố chất rất đặc biệt Tuy nhiên, việc sản xuất kích cỡ lớn lại thường thất bại vì chúng thương bị nứt do quá trình làm mát.

EDGE – DEFINE FILM – FED GROWTH (EFG)

Bắt đầu phát triển vào năm 1965 bởi kĩ thuật viên Harold Labelle của Waltham kết quả của quá trình là một dạng áp dụng kĩ thuật CZ nhưng đi lèm lợi ích kiểm soát được hình dạng tinh thể. Phương pháp của anh áp dụng thành công vào năm 1967. EFG cung cấp khả năng chế tạo ra các hình dạng khác nhau mà gần như không thể áp dụng được với các loại công nghệ khác. Hạn chế chính là thời gian và chi phí liên quan để sản xuất các khuôn tạo ra các hình dạng tinh thể.

Đồng hồ chính hãng hiện nay sử dụng kính Sapphire nguyên khối

Loại sản phẩm cho ra đời có nhược điểm là có độ tinh khiết trung bình dẫn đến chất lượng quang học cũng bình thường. Nó thường dùng trong các ứng dụng quang cơ khí, công nghiệp…

Kính sapphire vốn rất giòn và cứng, chúng chỉ có thể được đánh bóng bằng saphire hoặc kim cương, chúng có thể được đánh bóng bằng máy, nhưng đối với các loại hình dạng đặc biệt thì bắt buộc phải có sự trợ giúp của con người . Đối với đồng hồ cao cấp, người ta thường chuộng kính sapphire vòm, vì nó giúp chống chịu lực rất tốt, hơn hẳn so với loại saphire phẳng.

Hi vọng những thông tin trên sẽ giúp bạn hiểu rõ hơn về kỹ thật sản xuất kính Sapphire cũng như hiểu rõ bản chất của nguyên liệu này trong quá trình chế tác đồng hồ.

Tổng hợp nguồn watchvietnam