Pirma, granito pagrindo privalumai
Didelis standumas ir maža terminė deformacija
Granito tankis yra didelis (apie 2,6–2,8 g/cm³), o Youngo modulis gali siekti 50–100 GPa, gerokai viršijant įprastų metalinių medžiagų tankį. Šis didelis standumas gali veiksmingai slopinti išorinę vibraciją ir apkrovos deformaciją, užtikrinant oro plūdės kreiptuvo plokštumą. Tuo pačiu metu granito linijinio plėtimosi koeficientas yra labai mažas (apie 5 × 10⁻⁶/℃), tik 1/3 aliuminio lydinio, beveik nėra terminės deformacijos temperatūros svyravimų aplinkoje, ypač tinka pastovios temperatūros laboratorijoms arba pramoninėms patalpoms, kuriose didelis dienos ir nakties temperatūrų skirtumas.
Puikus slopinimo efektyvumas
Dėl polikristalinės granito struktūros jis pasižymi natūraliomis slopinimo savybėmis, o vibracijos slopinimo laikas yra 3–5 kartus greitesnis nei plieno. Tikslaus apdirbimo procese jis gali efektyviai sugerti aukšto dažnio vibracijas, tokias kaip variklio paleidimas ir stabdymas, įrankių pjovimas, ir išvengti rezonanso įtakos judančios platformos padėties tikslumui (tipinė vertė iki ±0,1 μm).
Ilgalaikis matmenų stabilumas
Po šimtus milijonų metų trukusių geologinių procesų susiformavo granitas, kurio vidiniai įtempiai visiškai išnyko, kitaip nei metalinių medžiagų atveju dėl lėtos deformacijos sukelto liekamojo įtempio. Eksperimentiniai duomenys rodo, kad granito pagrindo dydžio pokytis per 10 metų yra mažesnis nei 1 μm/m, o tai yra žymiai geriau nei ketaus ar suvirintų plieninių konstrukcijų.
Atsparus korozijai ir nereikalaujantis priežiūros
Granitas yra atsparus rūgštims ir šarmams, aliejui, drėgmei ir kitiems aplinkos veiksniams, todėl nereikia taip reguliariai dengti antikorozinio sluoksnio kaip metalinio pagrindo. Po šlifavimo ir poliravimo paviršiaus šiurkštumas gali siekti Ra 0,2 μm ar mažiau, todėl jį galima tiesiogiai naudoti kaip oro plūdės kreipiančiosios atraminį paviršių, siekiant sumažinti surinkimo klaidas.
Antra, granito pagrindo apribojimai
Apdorojimo sunkumai ir išlaidų problema
Granito kietumas pagal Moso skalę yra 6–7, todėl tiksliam šlifavimui reikia naudoti deimantinius įrankius, o apdorojimo efektyvumas siekia tik 1/5 metalinių medžiagų. Sudėtinga konstrukcija, įskaitant griovelius, sriegines skyles ir kitas savybes, lemia dideles apdorojimo sąnaudas, o apdorojimo ciklas ilgas (pavyzdžiui, 2 m × 1 m platformos apdorojimas trunka daugiau nei 200 valandų), todėl bendros sąnaudos yra 30–50 % didesnės nei aliuminio lydinio platformos.
Trapių lūžių rizika
Nors granito gniuždymo stipris gali siekti 200–300 MPa, tempiamasis stipris yra tik 1/10 jo. Esant didelei smūginei apkrovai, lengva lūžti trapumui, o pažeidimus sunku pataisyti. Būtina vengti įtempių koncentracijos projektuojant konstrukciją, pavyzdžiui, naudojant užapvalintus kampų perėjimus, didinant atramos taškų skaičių ir kt.
Svoris riboja sistemą
Granito tankis yra 2,5 karto didesnis nei aliuminio lydinio, todėl bendras platformos svoris gerokai padidėja. Dėl to keliami didesni reikalavimai atraminės konstrukcijos laikomajai galiai, o dinaminėms charakteristikoms gali turėti įtakos inercijos problemos, kai reikia didelio greičio judėjimo (pvz., litografinio plokštelinio stalo).
Medžiagos anizotropija
Natūralaus granito mineralinių dalelių pasiskirstymas yra kryptingas, o skirtingų pozicijų kietumas ir šiluminio plėtimosi koeficientas šiek tiek skiriasi (apie ±5 %). Tai gali sukelti nemažas paklaidas itin tiksliose platformose (pvz., nanoskalės pozicionavimo srityje), kurias reikia pagerinti griežtai parenkant medžiagas ir homogenizuojant (pvz., kalcinuojant aukštoje temperatūroje).
Kaip pagrindinis didelio tikslumo pramoninės įrangos komponentas, tiksli statinio slėgio oro plūduriuojanti platforma plačiai naudojama puslaidininkių gamyboje, optiniame apdirbime, tiksliuosiuose matavimuose ir kitose srityse. Pagrindo medžiagos pasirinkimas tiesiogiai veikia platformos stabilumą, tikslumą ir tarnavimo laiką. Granitas (natūralus granitas), pasižymintis unikaliomis fizinėmis savybėmis, pastaraisiais metais tapo populiaria tokių platformų pagrindų medžiaga.
Įrašo laikas: 2025 m. balandžio 9 d.