For det første, fordelene med granittbase
Høy stivhet og lav termisk deformasjon
Granittens tetthet er høy (ca. 2,6–2,8 g/cm³), og Youngs modul kan nå 50–100 GPa, noe som langt overstiger vanlige metallmaterialer. Denne høye stivheten kan effektivt hemme ytre vibrasjoner og lastdeformasjon, og sikre at luftflyteføringen er flat. Samtidig er den lineære utvidelseskoeffisienten til granitt svært lav (ca. 5 × 10⁻⁶/℃), bare 1/3 av aluminiumslegering, nesten ingen termisk deformasjon i temperaturvariasjonsmiljøer, spesielt egnet for laboratorier med konstant temperatur eller industrielle scener med stor temperaturforskjell mellom dag og natt.
Utmerket dempingsytelse
Granittens polykrystallinske struktur gir den naturlige dempingsegenskaper, og vibrasjonsdempingstiden er 3–5 ganger raskere enn for stål. I presisjonsbearbeidingsprosessen kan den effektivt absorbere høyfrekvente vibrasjoner som motorstart og -stopp og verktøyskjæring, og unngå resonanspåvirkning på posisjoneringsnøyaktigheten til den bevegelige plattformen (typisk verdi opptil ±0,1 μm).
Langsiktig dimensjonsstabilitet
Etter hundrevis av millioner år med geologiske prosesser som har dannet granitt, har dens indre spenning blitt fullstendig frigjort, i motsetning til metallmaterialer på grunn av restspenning forårsaket av langsom deformasjon. Eksperimentelle data viser at størrelsesendringen på granittbasen er mindre enn 1 μm/m i løpet av 10-årsperioden, noe som er betydelig bedre enn for støpejern eller sveisede stålkonstruksjoner.
Korrosjonsbestandig og vedlikeholdsfri
Granitt har en sterk toleranse for syre og alkali, olje, fuktighet og andre miljøfaktorer, det er ikke nødvendig å belegge rustbeskyttelseslaget like regelmessig som metallbasen. Etter sliping og polering kan overflateruheten nå Ra 0,2 μm eller mindre, som kan brukes direkte som bæreflate for luftflyteskinnen for å redusere monteringsfeil.
For det andre, begrensningene ved granittbase
Behandlingsvansker og kostnadsproblem
Granitt har en Mohs-hardhet på 6-7, noe som krever bruk av diamantverktøy for presisjonssliping, og prosesseringseffektiviteten er bare 1/5 av metallmaterialets. Den komplekse strukturen i svalehalespor, gjengede hull og andre egenskaper gjør prosesseringskostnadene høye, og prosesseringssyklusen er lang (for eksempel tar prosessering av en 2m × 1m plattform mer enn 200 timer), noe som resulterer i at den totale kostnaden er 30% -50% høyere enn for en plattform av aluminiumslegering.
Risiko for sprø brudd
Selv om trykkfastheten kan nå 200–300 MPa, er granittens strekkfasthet bare 1/10 av den. Sprøbrudd oppstår lett under ekstrem støtbelastning, og skaden er vanskelig å reparere. Det er nødvendig å unngå spenningskonsentrasjon gjennom strukturell utforming, for eksempel bruk av avrundede hjørneoverganger, økning av antall støttepunkter, osv.
Vekt gir systembegrensninger
Granitt har en tetthet på 2,5 ganger så høy tetthet som aluminiumslegering, noe som resulterer i en betydelig økning i plattformens totale vekt. Dette stiller høyere krav til bæreevnen til støttestrukturen, og den dynamiske ytelsen kan påvirkes av treghetsproblemer i scenarier som krever høyhastighetsbevegelse (som litografi-waferbord).
Materialanisotropi
Mineralpartikkelfordelingen i naturlig granitt er retningsbestemt, og hardheten og den termiske ekspansjonskoeffisienten for forskjellige posisjoner er litt forskjellige (ca. ±5 %). Dette kan introdusere ikke ubetydelige feil for ultrapresisjonsplattformer (som nanoskalaposisjonering), som må forbedres ved strengt materialvalg og homogeniseringsbehandling (som høytemperaturkalsinering).
Som kjernekomponent i høypresisjons industrielt utstyr er presisjons statisk trykkluftflytende plattform mye brukt i halvlederproduksjon, optisk prosessering, presisjonsmåling og andre felt. Valg av basismateriale påvirker direkte plattformens stabilitet, nøyaktighet og levetid. Granitt (naturlig granitt), med sine unike fysiske egenskaper, har blitt et populært materiale for slike plattformbaser de siste årene.
Publisert: 09.04.2025