[发明专利]一种电子重力仪用石英弹性系统的处理方法

说明书

本发明公开了一种电子重力仪用石英弹性系统的处理方法，石英弹性系统包括石英弹簧和石英弹性部件(石英框架、石英极板、石英扭丝等)，处理工艺包括清洗工艺、退火工艺和时效工艺，不同的部件处理工艺上略有差异，该处理方法能够最大限度地消除或减少石英玻璃中的热应力，使弹性系统更加趋于稳定。

技术领域

本发明涉及石英材料处理技术领域，具体涉及一种适用于电子重力仪的高稳定性石英弹性系统的处理方法。

背景技术

电子重力仪是用于地球物理勘查和地球重力场信息观测的一种简便、实用的专用仪器，电子重力仪用石英弹性系统是该仪器的核心部件，以高性能石英弹簧和石英弹性部件构成的重力仪用石英弹性系统要分辨重力变化1微伽(1×10^-8ms^-2)、测量精度达到10-50微伽，石英弹性系统性能好坏直接影响电子重力仪的精度与稳定性。

石英玻璃以其高纯、高的光透过和低的热膨胀等一系列优良的理化性能而成为一种重要的基础材料，广泛用于微电子、光纤通讯、激光、传感技术等高新技术领域。电子重力仪用石英弹性系统采用高纯度(综合杂质含量＜2ppm)石英玻璃棒经过专用设备加工制作而成，石英弹性系统在热加工和制作过程中石英玻璃棒的外形与结构都随尺寸的变化产生相应变化。石英玻璃膨胀系数虽小，但经高温熔融和热加工后冷却过程中，由于温差可产生不同程度的热应力。应力存在及其不均匀分布会大大降低石英玻璃的光学均匀性、机械强度和结构稳定性。

发明内容

本发明的目的是提供一种电子重力仪用石英弹性系统的处理方法，能够有效提高石英弹性系统结构稳定性。

电子重力仪用石英弹性系统是由石英弹簧和石英弹性部件(石英框架、石英极板、石英扭丝等)构成。见弹性系统结构图1和图2。

本发明的石英弹性系统的处理工艺主要包括清洗工艺、退火工艺和时效工艺，其目的是要最大限度地消除或减少石英玻璃中的热应力，使弹性系统更加趋于稳定。

下面详述本发明的技术方案：

一种电子重力仪用石英弹性系统的处理方法，所述石英弹性系统包括石英框架，石英框架的处理步骤如下：

(1)清洗：石英框架用水浸润后使用氢氟酸清洗，然后第1遍温水洗去氢氟酸，再浸入添加清洗剂的水中超声波清洗，去离子水冲洗，然后再超声波清洗，第2遍沸水清洗，再第3遍沸水清洗，最后自然烘干；

(2)退火：经过步骤(1)清洗的石英框架放入退火炉内，以500℃/小时的升温速度升温至1180℃，保持2小时；再以10℃/h速度降温至1000℃；继续以20℃/h速度降温至800℃；继续以30℃/h速度降温至500℃，停炉，自然降温至室温；

(3)将经过退火处理的石英框架放室温下时效处理。

优选的，上述电子重力仪用石英弹性系统的处理方法中，所述石英弹性系统还包括石英弹簧，石英弹簧的处理步骤如下：

(1)清洗：石英弹簧用水浸润后使用氢氟酸清洗，然后第1遍温水洗去氢氟酸，去离子水冲洗，第2遍沸水清洗，再自然烘干；

(2)退火：经过步骤(1)清洗的石英弹簧放入退火炉内，以500℃/小时的升温速度升温至1150℃，保持2小时；再以10℃/h速度降温至1000℃；继续以20℃/h速度降温至800℃；继续以30℃/h速度降温至500℃，停炉，自然降温至室温；

(3)将经过退火处理的石英弹簧放置到专用工装内，自然时效处理。

上述步骤(1)中，如想进一步清洁，也可以在去离子水冲洗后再超声波清洗下，无需添加清洗剂。

优选的，上述电子重力仪用石英弹性系统的处理方法中，所述石英弹性系统还包括石英极板，石英极板的处理步骤如下：