Granittpresisjonsplattformer, med høy stivhet, lav ekspansjonskoeffisient, utmerket dempningsevne og naturlige antimagnetiske egenskaper, har uerstattelig bruksverdi innen avansert produksjon og vitenskapelige forskningsfelt der presisjon og stabilitet er svært etterspurt. Følgende er de viktigste bruksscenariene og tekniske fordelene:
I. Felt for ultrapresisjonsbehandlingsutstyr
Utstyr for halvlederproduksjon
Bruksscenarioer: Arbeidsstykkebord for litografimaskin, base for wafer-terningmaskin, posisjoneringsplattform for pakkeutstyr.
Teknisk verdi:
Granittens termiske utvidelseskoeffisient er bare (0,5–1,0) × 10⁻⁶/℃, noe som kan motstå temperatursvingninger under nanoskalaeksponering av litografimaskinen (forskyvningsfeil < 0,1 nm i et miljø på ± 0,1 ℃).
Den interne mikroporestrukturen danner en naturlig demping (dempingsforhold 0,05 til 0,1), som demper vibrasjonen (amplitude < 2 μm) under høyhastighetsskjæring av terningsmaskinen og sikrer at kantruheten Ra på waferskjæringen er mindre enn 1 μm.
2. Presisjonsslipemaskiner og koordinatmålemaskiner (CMM)
Søknadstilfelle:
Basen til trekoordinatmålemaskinen har en integrert granittstruktur med en flathet på ±0,5 μm/m. Kombinert med den luftflytende føringsskinnen oppnår den bevegelsesnøyaktighet på nanonivå (gjentakelsesposisjoneringsnøyaktighet ±0,1 μm).
Arbeidsbordet til den optiske slipemaskinen bruker en komposittstruktur av granitt og sølvstål. Ved sliping av K9-glass er overflatebølgen mindre enn λ/20 (λ=632,8 nm), noe som oppfyller de ultraglatte prosesseringskravene til laserlinser.
II. Optikk og fotonikk
Astronomiske teleskoper og lasersystemer
Typiske bruksområder:
Støtteplattformen til refleksjonsflaten til det store radioteleskopet har en granittbikakestruktur, som har lett egenvekt (tetthet 2,7 g/cm³) og har sterk motstand mot vindvibrasjoner (deformasjon < 50 μm under en 10-nivå vind).
Den optiske plattformen til laserinterferometeret bruker mikroporøs granitt. Reflektoren er fiksert ved vakuumadsorpsjon, med en flathetsfeil på mindre enn 5 nm, noe som sikrer stabiliteten til ultrapresisjonsoptiske eksperimenter som gravitasjonsbølgedeteksjon.
2. Presisjonsbehandling av optiske komponenter
Tekniske fordeler:
Den magnetiske permeabiliteten og den elektriske ledningsevnen til granittplattformen er nær null, noe som unngår påvirkning av elektromagnetisk interferens på presisjonsprosesser som ionestrålepolering (IBF) og magnetoreologisk polering (MRF). Overflateformens nøyaktighet (PV-verdi) for den bearbeidede asfiske linsen kan nå λ/100.
III. Luftfart og presisjonsinspeksjon
Plattform for inspeksjon av luftfartskomponenter
Bruksscenarier: Tredimensjonal inspeksjon av flyblader, måling av form- og posisjonstoleranser for strukturelle komponenter i aluminiumslegering i luftfart.
Nøkkelytelse:
Overflaten på granittplattformen er behandlet med elektrolytisk korrosjon for å danne fine mønstre (med en ruhet på Ra 0,4–0,8 μm), egnet for høypresisjons-triggerprober, og feilen ved å detektere bladprofilen er mindre enn 5 μm.
Den tåler en belastning på over 200 kg med flykomponenter, og endringen i flathet etter langvarig bruk er mindre enn 2 μm/m, noe som oppfyller kravene til presisjonsvedlikehold i klasse 10 i luftfartsindustrien.
2. Kalibrering av treghetsnavigasjonskomponenter
Tekniske krav: Statisk kalibrering av treghetsenheter som gyroskoper og akselerometre krever en ultrastabil referanseplattform.
Løsning: Granittplattformen er kombinert med et aktivt vibrasjonsisolasjonssystem (egenfrekvens < 1 Hz), noe som oppnår høypresisjonskalibrering av nullforskyvningsstabiliteten til treghetskomponenter < 0,01°/t i et miljø med vibrasjonsakselerasjon < 1×10⁻⁴g.
IV. Nanoteknologi og biomedisin
Skanningsprobemikroskopplattform (SPM)
Kjernefunksjon: Som base for atomkraftmikroskopi (AFM) og skanningstunnelmikroskopi (STM), må den isoleres fra miljøvibrasjoner og termisk drift.
Ytelsesindikatorer:
Granittplattformen, i kombinasjon med pneumatiske vibrasjonsisolerende ben, kan redusere overføringshastigheten for eksterne vibrasjoner (1–100 Hz) til under 5 %, og oppnå atomnivåavbildning av AFM i atmosfærisk miljø (oppløsning < 0,1 nm).
Temperaturfølsomheten er mindre enn 0,05 μm/℃, noe som oppfyller kravene for nanoskalaobservasjon av biologiske prøver i et miljø med konstant temperatur (37 ℃ ± 0,1 ℃).
2. Biochip-pakkeutstyr
Bruksområde: Den høypresisjonsjusteringsplattformen for DNA-sekvenseringsbrikker bruker luftflytende føringsskinner i granitt, med en posisjoneringsnøyaktighet på ±0,5 μm, noe som sikrer submikronbinding mellom den mikrofluidiske kanalen og deteksjonselektroden.
V. Nye applikasjonsscenarier
Base for kvanteberegningsutstyr
Tekniske utfordringer: Qubit-manipulering krever ekstremt lave temperaturer (mK-nivå) og et ultrastabilt mekanisk miljø.
Løsning: Granittens ekstremt lave termiske ekspansjonsegenskap (ekspansjonshastighet < 1 ppm fra -200 ℃ til romtemperatur) kan matche sammentrekningsegenskapene til superledende magneter med ultralav temperatur, noe som sikrer justeringsnøyaktighet under pakking av kvantebrikker.
2. Elektronstrålelitografi (EBL)-system
Nøkkelytelse: Granittplattformens isolasjonsegenskap (resistivitet > 10¹³Ω · m) forhindrer spredning av elektronstråler. Kombinert med den elektrostatiske spindeldriften oppnår den svært presis litografisk mønsterskriving med en nanoskala linjebredde (< 10 nm).
Sammendrag
Bruken av presisjonsplattformer i granitt har utvidet seg fra tradisjonelle presisjonsmaskiner til banebrytende felt som nanoteknologi, kvantefysikk og biomedisin. Kjernekonkurranseevnen ligger i den dype koblingen mellom materialegenskaper og tekniske krav. I fremtiden, med integreringen av komposittforsterkningsteknologier (som grafen-granitt-nanokompositter) og intelligente sensorteknologier, vil granittplattformer bryte gjennom i retning av nøyaktighet på atomnivå, stabilitet i hele temperaturområdet og multifunksjonell integrasjon, og bli de viktigste grunnleggende komponentene som støtter neste generasjon av ultrapresisjonsproduksjon.
Publiseringstid: 28. mai 2025