KHÁM PHÁ LỊCH SỬ VÀ CÁC NHÀ CHẾ TẠO KÍNH SAPPHIRE

06/06/2018 - Tác giả: DuyanhWatch

Kính sapphire là loại kính rất đặc biệt với khả năng chống ăn mòn, chống trầy xước và hầu như không thể phá vỡ.Độ cứng của kính sapphire ở thang mức 9 trên thang đo Mohs. Chỉ có một loại đá duy nhất trong tự nhiên có độ cứng hơn và có thể làm trầy xước sapphire, đó chính là kim cương.

Nội dung bài viết

Phương pháp của Verneuil
Phương pháp của Czochralski Method ( CZ)
Phương pháp của Kyropoupous
Phương pháp Heat Exchanger Method (HEM)
Phương pháp Edge - Define Filim = Fed Growth ( EFG)

Đồng hồ có mặt kính sapphire là dòng sản phẩm được rất nhiều khách hàng hiện nay yêu thích và lựa chọn. Công dụng chính của mặt kính sapphire là giúp đồng hồ sáng bóng hơn và đặc biệt là chống trầy xước. Chính vì thế, khi đã sở hữu một chiếc đồng hồ cao cấp chính hãng thì ai cũng muốn chiếc đồng hồ của mình phải lắp mặt kính sapphire.

Hãy cùng tìm hiểu về lịch sử và tiến trình phát triển của kính sapphire nhân tạo để hiểu về loại kính được trang bị trên đồng hồ của bạn.

phụ kiện đồng hồ

1. Kính sapphire được sử dụng trên đồng hồ khi nào?

Trong lịch sử chế tạo đồng hồ, kính sapphire mới chỉ bắt đầu được sử dụng vào khoảng năm 1930 do hãng Jaeger Lecoultre khởi xướng đầu tiên. 30 năm sau, thương hiệu Omega cho ra mắt cỗ máy thời gian trang bị kính sapphire thay cho kính cứng đang được ưa chuộng trong sản xuất. Vào thời điểm đó, việc gia công vật liệu saphire gặp rất nhiều khó khăn trong quy trình sản xuất và chi phí cao. Đến giữa năm 1980, khi hãng Rolex bắt đầu sử dụng tinh thể saphire trên hầu hết đồng hồ của họ thì loại vật liệu này mới trở nên phổ biễn rộng rãi.

Nguồn gốc kính Sapphire được chia làm 2 loại gồm: sapphire tự nhiên và sapphire tổng hợp. Loại dùng trong lĩnh vực đồng hồ là tinh thể sapphire tổng hợp. Nó được phát triển thông qua nhiệt độ nóng chảy, hoá hơi, hoà tan, đông cứng và áp lực.

Các nhà nghiên cứu đặt tinh thể sapphire vào trong một hỗn hợp ô xít nhôm nóng chảy (AL2 O3). Chúng sẽ được làm tan và tách biệt trong suốt quá trình nhằm tạo một không gian trống giữa các hạt phân tử. Thông thường người thợ sẽ dùng loại hộp đựng hình trụ đứng để tạo không gian giãn nở. Bước tiếp theo sẽ 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.

Trong nhiều thập kỉ tiếp theo, các phương pháp khác nhau đã được tổng hợp, độc quyền sử dụng bởi các nhà sản xuất khác nhau trên toàn thế giới. 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.

phụ kiện đồng hồ

2. Một trong số những công nghệ làm sapphire đã được công nhận và áp dụng

Phương pháp của Verneuil

Verneuil là người đầu tiên phát minh ra quy trình sản xuất pha lê công nghiệp tại thủ đô Paris, Pháp. Ông đã sử dụng ngọn lựa phản ứng tổng hợp. Ngày nay nó vẫn thường được sử dụng vì đây là phương pháp tiết kiệm, hiệu quả để tạo ra sapphire tổng hợp. Tuy nhiên, chất lượng quang học kính sapphire thông qua phương pháp này khá kém.

sản xuất kính sapphire — ***Phương pháp của Verneuil trong phòng thí nghiệm***

Phương pháp của Czochralski Method ( CZ)

Phương pháp phát triển tinh thể CZ được giới thiệu vào năm 1916 bởi Jan Czchralski. Trong một 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.

Qúa trình tạo ra sapphire thông qua kỹ thuật này phải mất 8 tuần và đòi hỏi sự cẩn thận, giám sát chặt chẽ. Ưu điểm là sản phẩm saphire có chất lượng quang học tốt, sử dụng rộng rãi trong lazer, hồng ngoại, tia cực tím...

Phương pháp của Kyropoupous

Gới thiệu vào năm 1926, quy trình kết tinh này giảm nhiệt độ của các viên tinh thể trong quá trình nung, sau đó 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 Heat Exchanger Method (HEM)

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 saphire 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.

Phương pháp Edge - Define Filim = 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 kèm lợi ích kiểm soát được hình dạng tinh thể. Phương pháp của ông 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.

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…

Ngày nay, kính sapphre là vật liệu được sử dụng phổ biến trên đồng hồ đeo tay, đặc biệt là trên các thương hiệu đồng hồ Thụy Sỹ. Tuy nhiên, trong thực tế kính sapphire vì đa phần các loại kính sapphire hiện nay đều được sản xuất nhân tạo và được pha trộn bởi một số phụ gia nên độ cứng thực sự của sapphire không còn bằng 9. Chính việc sản xuất kính sapphire bằng nhân tạo dễ dàng như vậy đã dẫn đến nhiều hệ lụy khó lường, như việc kính sapphire chia làm nhiều loại và đặc biệt là việc xuất hiện nhiều loại kính sapphire “lởm” trên thị trường. Vì vậy, khi muốn mua đồng hồ, người mua nên chọn những địa chỉ bán hàng được ủy quyền của hãng. Tại đây các sản phẩm sẽ được đảm bảo về mặt chất lượng và chế độ hậu mãi rất tốt.