Granīta precīzijas platformas ar augstu stingrību, zemu izplešanās koeficientu, izcilu slāpēšanas veiktspēju un dabiskām antimagnētiskām īpašībām ir neaizstājama pielietojuma vērtība augstas klases ražošanas un zinātniskās pētniecības jomās, kur ir ļoti pieprasīta precizitāte un stabilitāte. Tālāk ir norādīti to galvenie pielietojuma scenāriji un tehniskās priekšrocības:
I. Īpaši precīzas apstrādes iekārtu joma
Pusvadītāju ražošanas iekārtas
Pielietojuma scenāriji: litogrāfijas mašīnas sagataves galds, vafeļu griešanas mašīnas pamatne, iepakošanas iekārtu pozicionēšanas platforma.
Tehniskā vērtība:
Granīta termiskās izplešanās koeficients ir tikai (0,5–1,0) × 10⁻⁶/℃, kas var pretoties temperatūras svārstībām litogrāfijas iekārtas nanoskalas iedarbības laikā (pārvietojuma kļūda <0,1 nm ±0,1℃ vidē).
Iekšējā mikroporu struktūra veido dabisku slāpēšanu (slāpēšanas koeficients no 0,05 līdz 0,1), slāpējot vibrāciju (amplitūda < 2 μm) ātrgaitas griešanas laikā ar griešanas mašīnu un nodrošinot, ka vafeļu griešanas malu raupjums Ra ir mazāks par 1 μm.
2. Precīzijas slīpmašīnas un koordinātu mērīšanas mašīnas (CMM)
Pieteikuma gadījums:
Trīs koordinātu mērīšanas iekārtas pamatnei ir integrēta granīta struktūra ar plakanumu ±0,5 μm/m. Apvienojumā ar gaisā peldošu vadotni tā sasniedz nano līmeņa kustības precizitāti (atkārtotas pozicionēšanas precizitāte ±0,1 μm).
Optiskās slīpēšanas mašīnas darba virsma ir izgatavota no granīta un sudraba tērauda kompozītmateriāla struktūras. Slīpējot K9 stiklu, virsmas viļņošanās ir mazāka par λ/20 (λ = 632,8 nm), kas atbilst lāzerlēcu īpaši vienmērīgas apstrādes prasībām.
II. Optikas un fotonikas joma
Astronomiskie teleskopi un lāzeru sistēmas
Tipiski pielietojumi:
Lielā radioteleskopa atstarošanas virsmas atbalsta platforma ir veidota no granīta šūnveida struktūras, kas ir viegla pašsvarā (blīvums 2,7 g/cm³) un tai ir spēcīga vēja vibrācijas izturība (deformācija <50 μm 10 līmeņu vējā).
Lāzera interferometra optiskā platforma ir izgatavota no mikroporaina granīta. Atstarotājs ir fiksēts ar vakuuma adsorbcijas metodi, un tā plakanuma kļūda ir mazāka par 5 nm, nodrošinot īpaši precīzu optisko eksperimentu, piemēram, gravitācijas viļņu noteikšanas, stabilitāti.
2. Precīza optisko komponentu apstrāde
Tehniskās priekšrocības:
Granīta platformas magnētiskā caurlaidība un elektrovadītspēja ir tuvu nullei, tādējādi novēršot elektromagnētisko traucējumu ietekmi uz precīzijas procesiem, piemēram, jonu kūļa pulēšanu (IBF) un magnetoreoloģisko pulēšanu (MRF). Apstrādātās asfiskās lēcas virsmas formas precizitātes PV vērtība var sasniegt λ/100.
Iii. Aviācijas un kosmosa un precīzās pārbaudes
Aviācijas komponentu pārbaudes platforma
Pielietojuma scenāriji: Lidmašīnu lāpstiņu trīsdimensiju pārbaude, aviācijas alumīnija sakausējuma konstrukcijas elementu formas un pozīcijas pielaižu mērīšana.
Galvenā veiktspēja:
Granīta platformas virsma tiek apstrādāta ar elektrolītisko koroziju, veidojot smalkus rakstus (ar raupjumu Ra 0,4–0,8 μm), kas ir piemēroti augstas precizitātes sprūda zondēm, un asmens profila noteikšanas kļūda ir mazāka par 5 μm.
Tas var izturēt vairāk nekā 200 kg aviācijas komponentu slodzi, un līdzenuma izmaiņas pēc ilgstošas lietošanas ir mazākas par 2 μm/m, kas atbilst 10. klases precizitātes uzturēšanas prasībām kosmosa rūpniecībā.
2. Inerciālās navigācijas komponentu kalibrēšana
Tehniskās prasības: Inerciālu ierīču, piemēram, žiroskopu un akselerometru, statiskai kalibrēšanai ir nepieciešama īpaši stabila atskaites platforma.
Risinājums: Granīta platforma ir apvienota ar aktīvu vibrāciju izolācijas sistēmu (dabiskā frekvence < 1 Hz), panākot augstas precizitātes inerciālo komponentu nulles nobīdes stabilitātes kalibrēšanu < 0,01°/h vidē ar vibrācijas paātrinājumu < 1×10⁻⁴g.
Iv. Nanotehnoloģija un biomedicīna
Skenējošās zondes mikroskopa (SPM) platforma
Galvenā funkcija: Kā atomspēka mikroskopijas (AFM) un skenējošās tunelēšanas mikroskopijas (STM) pamats, tai jābūt izolētai no vides vibrācijām un termiskās novirzes.
Veiktspējas rādītāji:
Granīta platforma kombinācijā ar pneimatiskajām vibrācijas izolācijas kājām var samazināt ārējo vibrāciju (1–100 Hz) pārraides ātrumu līdz mazāk nekā 5%, panākot AFM atomu līmeņa attēlveidošanu atmosfēras vidē (izšķirtspēja < 0,1 nm).
Temperatūras jutība ir mazāka par 0,05 μm/℃, kas atbilst prasībām bioloģisko paraugu novērošanai nanoskalā nemainīgas temperatūras (37 ℃ ± 0,1 ℃) vidē.
2. Biočipu iepakošanas iekārtas
Pielietojuma gadījums: DNS sekvencēšanas mikroshēmu augstas precizitātes izlīdzināšanas platforma izmanto granīta gaisā peldošas vadotnes ar pozicionēšanas precizitāti ±0,5 μm, nodrošinot submikronu saiti starp mikrofluidikas kanālu un noteikšanas elektrodu.
V. Jauni lietojumprogrammu scenāriji
Kvantu skaitļošanas iekārtu bāze
Tehniskas problēmas: Kubitu manipulācijai nepieciešama ārkārtīgi zema temperatūra (mK līmenī) un īpaši stabila mehāniskā vide.
Risinājums: Granīta ārkārtīgi zemā termiskās izplešanās īpašība (izplešanās ātrums <1 ppm no -200 ℃ līdz istabas temperatūrai) var atbilst īpaši zemas temperatūras supravadošu magnētu saraušanās īpašībām, nodrošinot izlīdzināšanas precizitāti kvantu mikroshēmu iepakošanas laikā.
2. Elektronstaru litogrāfijas (EBL) sistēma
Galvenā veiktspēja: Granīta platformas izolācijas īpašība (pretestība > 10¹³Ω · m) novērš elektronu staru izkliedi. Apvienojumā ar elektrostatisko vārpstas piedziņu tā panāk augstas precizitātes litogrāfijas rakstu rakstīšanu ar nanoskalas līnijas platumu (< 10 nm).
Kopsavilkums
Granīta precīzijas platformu pielietojums ir paplašinājies no tradicionālajām precīzijas iekārtām līdz tādām progresīvām jomām kā nanotehnoloģija, kvantu fizikai un biomedicīnai. Tās galvenā konkurētspēja ir materiālu īpašību un inženiertehnisko prasību dziļa sasaiste. Nākotnē, integrējot kompozītmateriālu stiegrojuma tehnoloģijas (piemēram, grafēna-granīta nanokompozītus) un viedās sensoru tehnoloģijas, granīta platformas izlauzīsies atomu līmeņa precizitātes, pilna temperatūras diapazona stabilitātes un daudzfunkcionālas integrācijas virzienā, kļūstot par galvenajām pamatkomponentēm, kas atbalsta nākamās paaudzes īpaši precīzas ražošanas procesus.
Publicēšanas laiks: 2025. gada 28. maijs