Granito tiksliosios platformos, pasižyminčios dideliu standumu, mažu plėtimosi koeficientu, puikiomis slopinimo savybėmis ir natūraliomis antimagnetinėmis savybėmis, yra nepakeičiamos pritaikymo vertės aukščiausios klasės gamybos ir mokslinių tyrimų srityse, kur labai reikalingas tikslumas ir stabilumas. Toliau pateikiami pagrindiniai jų taikymo scenarijai ir techniniai privalumai:
I. Itin tikslaus apdorojimo įrangos sritis
Puslaidininkių gamybos įranga
Taikymo scenarijai: litografijos mašinos ruošinių stalas, plokštelių pjaustymo mašinos pagrindas, pakavimo įrangos pozicionavimo platforma.
Techninė vertė:
Granito šiluminio plėtimosi koeficientas yra tik (0,5–1,0) × 10⁻⁶/℃, todėl jis gali atsispirti temperatūros svyravimams litografijos aparato nanoskalės ekspozicijos metu (poslinkio paklaida <0,1 nm, kai aplinka ±0,1℃).
Vidinė mikroporų struktūra sukuria natūralų slopinimą (slopinimo santykis nuo 0,05 iki 0,1), slopindama vibraciją (amplitudė < 2 μm) didelio greičio pjovimo metu kubeliais pjaustymo staklėmis ir užtikrindama, kad pjovimo plokštelės krašto šiurkštumas Ra būtų mažesnis nei 1 μm.
2. Tikslaus šlifavimo staklės ir koordinatinės matavimo staklės (KMM)
Taikymo atvejis:
Trijų koordinačių matavimo mašinos pagrindas pagamintas iš vientisos granito konstrukcijos, kurios lygumas yra ±0,5 μm/m. Kartu su oru judančia kreipiančiąja bėgele pasiekiamas nanolygio judėjimo tikslumas (pakartotinio padėties nustatymo tikslumas ±0,1 μm).
Optinio šlifavimo staklių darbinis stalas pagamintas iš granito ir sidabrinio plieno kompozicinės konstrukcijos. Šlifuojant K9 stiklą, paviršiaus banguotumas yra mažesnis nei λ/20 (λ = 632,8 nm), todėl lazerinių lęšių apdorojimo reikalavimai yra itin sklandūs.
II. Optikos ir fotonikos sritis
Astronominiai teleskopai ir lazerinės sistemos
Tipinės taikymo sritys:
Didelio radijo teleskopo atspindžio paviršiaus atraminė platforma pagaminta iš granito korio struktūros, kuri yra lengva (tankis 2,7 g/cm³) ir pasižymi dideliu atsparumu vėjo vibracijai (deformacija <50 μm esant 10 lygių vėjui).
Lazerinio interferometro optinė platforma pagaminta iš mikroporėto granito. Reflektorius fiksuojamas vakuuminės adsorbcijos būdu, o plokštumo paklaida yra mažesnė nei 5 nm, todėl užtikrinamas itin tikslių optinių eksperimentų, tokių kaip gravitacinių bangų aptikimas, stabilumas.
2. Tikslus optinių komponentų apdorojimas
Techniniai privalumai:
Granito platformos magnetinis pralaidumas ir elektrinis laidumas yra artimi nuliui, todėl elektromagnetiniai trukdžiai neturi įtakos tiksliems procesams, tokiems kaip jonų pluošto poliravimas (IBF) ir magnetoreologinis poliravimas (MRF). Apdoroto asfinio lęšio paviršiaus formos tikslumo PV vertė gali siekti λ/100.
III. Kosmoso ir tikslioji apžiūra
Aviacijos komponentų tikrinimo platforma
Taikymo scenarijai: trimatis orlaivių menčių patikrinimas, aviacinių aliuminio lydinių konstrukcinių komponentų formos ir padėties tolerancijų matavimas.
Pagrindiniai rezultatai:
Granito platformos paviršius apdorojamas elektrolizės korozijos būdu, kad susidarytų smulkūs raštai (kurių šiurkštumas Ra 0,4–0,8 μm), tinkami didelio tikslumo trigeriniams zondams, o ašmenų profilio aptikimo paklaida yra mažesnė nei 5 μm.
Jis gali atlaikyti daugiau nei 200 kg aviacijos komponentų apkrovą, o plokštumo pokytis po ilgalaikio naudojimo yra mažesnis nei 2 μm/m, atitinkantis 10 klasės tikslumo priežiūros reikalavimus aviacijos ir kosmoso pramonėje.
2. Inercinės navigacijos komponentų kalibravimas
Techniniai reikalavimai: Inercinių įtaisų, tokių kaip giroskopai ir akselerometrai, statiniam kalibravimui reikalinga itin stabili etaloninė platforma.
Sprendimas: Granito platforma derinama su aktyvia vibracijos izoliavimo sistema (natūralus dažnis < 1 Hz), taip pasiekiant didelio tikslumo inercinių komponentų nulinio poslinkio stabilumo kalibravimą < 0,01°/h aplinkoje, kurioje vibracijos pagreitis < 1×10⁻⁴g.
Iv. Nanotechnologijos ir biomedicina
Skenuojančio zondo mikroskopo (SPM) platforma
Pagrindinė funkcija: kaip atominės jėgos mikroskopijos (AFM) ir skenuojančiosios tunelinės mikroskopijos (STM) pagrindas, jis turi būti izoliuotas nuo aplinkos vibracijų ir šiluminio dreifo.
Veiklos rodikliai:
Granito platforma kartu su pneumatinėmis vibraciją izoliuojančiomis kojelėmis gali sumažinti išorinių vibracijų perdavimo greitį (1–100 Hz) iki mažiau nei 5 %, taip pasiekiant atominio lygio AFM vaizdavimą atmosferos aplinkoje (skiriamoji geba < 0,1 nm).
Temperatūros jautrumas yra mažesnis nei 0,05 μm/℃, o tai atitinka biologinių mėginių nanoskalės stebėjimo reikalavimus pastovioje temperatūroje (37 ℃ ± 0,1 ℃).
2. Biolustų pakavimo įranga
Taikymo atvejis: DNR sekoskaitos lustų didelio tikslumo lygiavimo platforma naudoja granitinius oru plūduriuojančius kreipiamuosius bėgelius, kurių padėties nustatymo tikslumas yra ±0,5 μm, užtikrinant submikroninį ryšį tarp mikrofluidinio kanalo ir aptikimo elektrodo.
V. Nauji taikymo scenarijai
Kvantinių skaičiavimų įrangos bazė
Techniniai iššūkiai: Kubitų manipuliavimui reikalinga itin žema temperatūra (mK lygis) ir itin stabili mechaninė aplinka.
Sprendimas: Dėl itin mažo granito šiluminio plėtimosi (plėtimosi greitis <1 ppm nuo -200 ℃ iki kambario temperatūros) jis gali prilygti itin žemos temperatūros superlaidžiųjų magnetų susitraukimo charakteristikoms, užtikrindamas tikslumą kvantinių lustų pakavimo metu.
2. Elektronpluoštės litografijos (EBL) sistema
Pagrindinės charakteristikos: granito platformos izoliacinės savybės (varža > 10¹³Ω · m) apsaugo nuo elektronų pluošto sklaidos. Kartu su elektrostatine veleno pavara ji pasiekia didelio tikslumo litografinių raštų rašymą nanoskalės linijos pločiu (< 10 nm).
Santrauka
Granitinių tiksliųjų platformų taikymas išsiplėtė nuo tradicinių tiksliųjų mašinų iki pažangiausių sričių, tokių kaip nanotechnologijos, kvantinė fizika ir biomedicina. Pagrindinis jų konkurencingumas slypi giliame medžiagų savybių ir inžinerinių reikalavimų susiejime. Ateityje, integruojant kompozicinių armatūros technologijų (pvz., grafeno ir granito nanokompozitų) ir intelektualių jutimo technologijų, granito platformos pasieks atominio lygio tikslumo, viso temperatūros diapazono stabilumo ir daugiafunkcinės integracijos kryptis, tapdamos pagrindiniais komponentais, palaikančiais naujos kartos itin tikslią gamybą.
Įrašo laikas: 2025 m. gegužės 28 d.