Pirmkārt, granīta pamatnes priekšrocības
Augsta stingrība un zema termiskā deformācija
Granīta blīvums ir augsts (apmēram 2,6–2,8 g/cm³), un Janga modulis var sasniegt 50–100 GPa, kas ievērojami pārsniedz parasto metāla materiālu blīvumu. Šī augstā stingrība var efektīvi kavēt ārējo vibrāciju un slodzes deformāciju, kā arī nodrošināt gaisa pludiņa vadotnes līdzenumu. Tajā pašā laikā granīta lineārās izplešanās koeficients ir ļoti zems (apmēram 5 × 10⁻⁶/℃), tikai 1/3 no alumīnija sakausējuma, gandrīz nav termiskās deformācijas temperatūras svārstību vidē, īpaši piemērots nemainīgas temperatūras laboratorijām vai rūpnieciskām vietām ar lielu temperatūras starpību starp dienu un nakti.
Lieliska slāpēšanas veiktspēja
Granīta polikristāliskā struktūra nodrošina dabiskas slāpēšanas īpašības, un vibrācijas vājināšanās laiks ir 3–5 reizes ātrāks nekā tēraudam. Precīzas apstrādes procesā tas var efektīvi absorbēt augstfrekvences vibrācijas, piemēram, motora iedarbināšanu un apturēšanu, instrumentu griešanu, un novērst rezonanses ietekmi uz kustīgās platformas pozicionēšanas precizitāti (tipiskā vērtība līdz ±0,1 μm).
Ilgtermiņa izmēru stabilitāte
Pēc simtiem miljonu gadu ilga ģeoloģisko procesu rezultātā izveidojies granīts, kura iekšējais spriegums ir pilnībā atbrīvojies, atšķirībā no metāla materiāliem lēnas deformācijas radītā atlikušā sprieguma dēļ. Eksperimentālie dati liecina, ka granīta pamatnes izmēra izmaiņas 10 gadu laikā ir mazākas par 1 μm/m, kas ir ievērojami labāk nekā čuguna vai metināto tērauda konstrukcijām.
Korozijizturīgs un neprasa apkopi
Granītam ir spēcīga tolerance pret skābēm un sārmiem, eļļu, mitrumu un citiem vides faktoriem, tāpēc pretkorozijas slānis nav jāuzklāj tik regulāri kā metāla pamatnei. Pēc slīpēšanas un pulēšanas virsmas raupjums var sasniegt Ra 0,2 μm vai mazāk, ko var tieši izmantot kā gaisa pludiņa vadotnes nesošo virsmu, lai samazinātu montāžas kļūdas.
Otrkārt, granīta pamatnes ierobežojumi
Apstrādes grūtības un izmaksu problēma
Granīta cietība pēc Mosa skalas ir 6–7, tāpēc precīzai slīpēšanai nepieciešami dimanta instrumenti, un apstrādes efektivitāte ir tikai 1/5 no metāla materiālu efektivitātes. Sarežģītās struktūras dēļ, piemēram, savienojošās rievas, vītņotie caurumi un citas īpašības, apstrādes izmaksas ir augstas, un apstrādes cikls ir ilgs (piemēram, 2 m × 1 m platformas apstrāde aizņem vairāk nekā 200 stundas), kā rezultātā kopējās izmaksas ir par 30–50 % augstākas nekā alumīnija sakausējuma platformai.
Trauslu lūzumu risks
Lai gan granīta spiedes izturība var sasniegt 200–300 MPa, stiepes izturība ir tikai 1/10 no tās. Trausla lūzuma veidošanās ir viegli iespējama ārkārtējas trieciena slodzes apstākļos, un bojājumus ir grūti novērst. Ir jāizvairās no sprieguma koncentrācijas, izmantojot konstrukcijas projektēšanu, piemēram, noapaļotu stūru pārejas, palielinot atbalsta punktu skaitu utt.
Svars rada sistēmas ierobežojumus
Granīta blīvums ir 2,5 reizes lielāks nekā alumīnija sakausējumam, kā rezultātā platformas kopējais svars ievērojami palielinās. Tas rada augstākas prasības atbalsta konstrukcijas nestspējai, un dinamisko veiktspēju var ietekmēt inerces problēmas scenārijos, kuros nepieciešama ātrgaitas kustība (piemēram, litogrāfijas vafeļu galds).
Materiāla anizotropija
Dabīgā granīta minerālu daļiņu sadalījums ir virziena ziņā noteikts, un dažādu pozīciju cietība un termiskās izplešanās koeficients nedaudz atšķiras (apmēram ±5%). Tas var radīt ievērojamas kļūdas īpaši precīzās platformās (piemēram, nanoskalas pozicionēšanā), kuras jāuzlabo, veicot stingru materiālu izvēli un homogenizācijas apstrādi (piemēram, augstas temperatūras kalcinēšanu).
Kā augstas precizitātes rūpniecisko iekārtu galvenā sastāvdaļa, precīza statiskā spiediena gaisa peldošā platforma tiek plaši izmantota pusvadītāju ražošanā, optiskajā apstrādē, precīzās mērīšanas un citās jomās. Pamatmateriāla izvēle tieši ietekmē platformas stabilitāti, precizitāti un kalpošanas laiku. Granīts (dabīgais granīts) ar savām unikālajām fizikālajām īpašībām pēdējos gados ir kļuvis par populāru materiālu šādu platformu pamatnēm.
Publicēšanas laiks: 2025. gada 9. aprīlis