Dao thủy tinh được sử dụng để cắt các lát cực mỏng cho ứng dụng hiển vi điện tử và quang học. Đối với mẫu nhựa và mẫu lạnh (cryo) (ví dụ như mẫu Tokuyasu) thì lưỡi dao phải cực sắc, mạnh và bền. Một yêu cầu quan trọng cho dao thủy tinh có chất lượng cao là phải có dải thủy tinh tốt. Dải thủy tinh được sản xuất từ thủy tinh đặc biệt, chất lượng và độ dày được kiểm soát chính xác. Chỉ khi độ dung sai kiểm soát chính xác thì mới có thể tạo ra 2 dao sắc từ một mảnh thủy tinh hình vuông.
Figure 1: Final knives
Công nghệ tạo ra đường gẫy thẳng từ miếng thủy tinh đòi hỏi nhà sản xuất dao phải đảm bảo mức lực và trọng lượng bằng nhau ở mỗi đầu phôi. Thêm vào đó, bộ phận đỡ chạm vào phần dưới của thủy tinh phải có bề mặt tiếp xúc tối thiểu để tránh tạo áp lực không mong muốn vào miếng thủy tinh trước khi gãy
Trong phương pháp bẻ gẫy cân bằng, một dải thủy tinh, được bẻ thành 2 nửa bằng nhau. Với khối lượng thủy tinh bằng nhau trên mỗi đầu của phôi, đường gẫy cân bằng và bề mặt gãy phẳng. Bằng cách tiếp tục bẻ gẫy mỗi miếng thành 2 nửa bằng nhau sẽ thu được các miếng vuông
Tất cả các miếng này có cạnh phẳng và góc vuông chính xác không giống như khi bẽ gãy dải thủy tinh có mặt bị cong.
Chu trình sản xuất dao tạo lưỡi cắt thủy tinh tốt là khả năng tạo ra miếng vuông đồng đều, một đường cắt vị trí và quản lý áp lực chính xác
Thông thường, lưỡi dao thẳng hơn và sống dao nhỏ khi sự đứt gãy xảy ra ở gần góc (cắt dài). Sử dụng một đường cắt ngắn để tạo lưỡi dao đã là quá khứ so với kỹ thuật bẻ tự do có độ sắc và bền hơn.
Mỗi đường cắt được đặt trước và cách đều các góc của miếng vuông. Trong quá trình bẻ miếng thủy tinh được đặt trên 2 cầu sắt và được giữ từ bên trên bằng 2 ghim. Vết gãy chạy theo hết chiều dài đường cắt và hiện tượng gãy tự do xảy ra. Phương của sự gãy được xác định bởi trọng lượng thủy tinh ở mỗi bên và lực bẻ. Quá trình gãy tự do uốn cong ở góc của miếng thủy tinh vuông cho ra một lưỡi dao và một sống dao đối diện. khi đường cắt chạy qua tâm của miếng thủy tinh vuông thì sống dao sẽ rất nhỏ và góc dao xấp xỉ 45°. Đây là kết quả tốt nhất trọng việc tạo lưỡi dao sử dụng cho mẫu lạnh. Đối với mẫu nhựa thì cần hiệu chỉnh sống dao lớn hơn 1 chút (~0.5mm) để tạo ra góc dao lớn hơn, bền hơn.
Khi cắt thì vạch cắt dừng lại cách góc một khoảng nào đó. Khi đặt lực dưới vạch cắt, hiện tượng bẻ gãy diễn ra và được xem như sự đào sâu vết cắt. Hiện tượng bẻ gãy hướng tới các góc theo vạch cắt. Khi kết thúc đường cắt thì hiện tượng gãy tự do diễn ra, kết quả bẻ gãy lệch khỏi vạch cắt sẽ tạo thành đường cong tránh khỏi góc, hướng tới một cạnh của hình vuông. Kết quá sẽ dẫn tới góc thực tế lớn hơn một chút so với góc cắt.
Góc thực tế của lưỡi dao tăng lên khi đường cắt đi xa khỏi đường chéo. Lúc này sống dao lớn hơn. Ví dụ, khi tạo lưỡi dao từ một miếng kính vuông, góc thực của dao xấp xỉ 45 độ khi sống dao nhỏ hơn kể cả khi góc dao lớn hơn đến 55 độ.
Khi góc dao thủy tinh được kiểm tra dưới trường tối bằng kính hiển vi quang học (hoặc chiếu sáng phía sau trên máy cắt lát siêu mỏng) có thể thấy rằng phần trung tâm là hữu dụng nhất với các ứng dụng cát lát siêu mỏng. Vùng bên phải của góc có răng cưa làm giảm chất lượng của dao và phần bên trái cũng không thích hợp do các đường ép.
Vùng hữu dụng bắt đầu từ chỗ đường ép đi xa khỏi lưỡi dao cho tới vùng bắt đầu thấy các răng cưa.
Quan trọng:
Sau khi tạo ra một lưỡi cắt, có thể đánh giá chất lượng bằng máy cắt lát siêu mòng
Bằng cách chiếu sáng phía sau và đặt góc mở để tối đa vạch trắng. Ảnh của đường trắng này thể hiện chất lượng của lưỡi dao, yêu cầu phải thẳng, không bụi bẩn, dầu, vân tay và mảnh vụn thủy tinh.
Ánh sáng phía trên của máy cắt lát siêu mỏng cũng có thể sử dụng để kiểm tra chất lượng lưỡi dao.
Hình 8 là ảnh một lưỡi dao không nên sử dụng. Lưỡi dao này được cầm lên không đúng cách, để lại vân tay trên lưỡi dao.
Hình 9 (trên) là một cặp lưỡi dao, được bẻ gãy và đặt cạnh nhau. Hình 9 (dưới) hiển thị chi tiết sống dao của cả hai lưỡi dao. Lưỡi dao trái và phải có sống dao đối diện.
