Inden for ultrapræcisionsbevægelseskontrol er ydeevnen af luftflyderens ultrapræcisionsbevægelsesmodul i høj grad afhængig af basens egenskaber. Granitpræcisionsbase og keramisk base er to højprofilerede valg, der hver især har unikke fordele, og der er tydelige forskelle i stabilitet, nøjagtighed, vedligeholdelse, holdbarhed og andre vigtige dimensioner.
Stabilitet: naturlig kompakthed versus kunstig præcision
Granit er dannet efter lang geologisk tid, den indre struktur er tæt og ensartet, og mineraler som kvarts og feldspat er tæt forbundet. I lyset af ekstern interferens, såsom vibrationer forårsaget af driften af stort udstyr i værkstedet, kan granitbasen effektivt blokere og dæmpe med sin komplekse krystalstruktur, hvilket kan reducere vibrationsamplituden af det ultrapræcisionsbevægelsesmodul, der transmitteres til luftsvæveren, med mere end 80%, hvilket giver et stabilt driftsgrundlag for modulet for at sikre, at det bevæger sig jævnt under højpræcisionsbehandling eller detektion.
Den keramiske base er fremstillet gennem en avanceret syntetisk proces, og dens interne strukturelle ensartethed er også fremragende. Mikrostrukturen af nogle højtydende keramiske materialer er næsten perfekt, hvilket kan danne en effektiv dæmpende effekt på vibrationer. I noget optisk inspektionsudstyr, der er ekstremt følsomt over for vibrationer, kan den keramiske base undertrykke vibrationsforstyrrelser i et meget lille område for at sikre den højpræcisionsbevægelse af luftflyderens ultrapræcisionsbevægelsesmodul, men som reaktion på storskala og højintensitetsvibrationer er dens samlede stabilitet en smule ringere end granitbasens.
Præcisionsretention: den naturlige fordel ved lav ekspansion og det kunstige vidunder ved høj temperaturstabilitet
Granit er kendt for sin meget lave termiske udvidelseskoefficient, generelt på 5-7 × 10⁻⁶/℃. I miljøer med temperatursvingninger ændrer størrelsen af granitpræcisionsbasen sig meget lidt. For eksempel, inden for astronomi, er ultrapræcisionsbevægelsesmodulet til finjustering af teleskoplinsen parret med granitbasen, selv i miljøer med betydelig temperaturforskel mellem dag og nat. Det kan sikre, at linsens positioneringsnøjagtighed opretholdes på submikronniveau, hvilket hjælper astronomer med at indfange de subtile ændringer i fjerne himmellegemer.
Keramiske materialer klarer sig også godt med hensyn til høj temperaturstabilitet og lave ekspansionskarakteristika, og den termiske udvidelseskoefficient for nogle specielle keramikmaterialer kan endda være så lav som tæt på nul. Under forhold med høj temperatur eller hurtige temperaturændringer kan den keramiske base opretholde en stabil størrelse for at sikre, at bevægelsesnøjagtigheden af luftflyderens ultrapræcisionsbevægelsesmodul ikke påvirkes. I litografiprocessen til fremstilling af halvlederchips skal litografiudstyret fortsætte med at fungere i et højpræcisionsmiljø, og den keramiske base kan opretholde modulets positioneringsnøjagtighed i det høje varmemiljø, der genereres af udstyret, og dermed opfylde de strenge krav til chipproduktion om nanoskala-nøjagtighed.
Holdbarhed: Høj hårdhed af naturlige malme og korrosionsbestandige syntetiske materialer
Granithårdheden er høj, Mohs-hårdheden kan nå 6-7, med god slidstyrke. I materialevidenskabelige laboratorier anvendes det ofte anvendte luftflyder-ultrapræcisionsbevægelsesmodul. Dets granitbase kan effektivt modstå den langvarige friktion fra luftflyderens glider. Sammenlignet med almindelige materialebaser kan modulets vedligeholdelsescyklus forlænges med mere end 50%, hvilket reducerer omkostningerne til vedligeholdelse af udstyret betydeligt og sikrer kontinuiteten i det videnskabelige forskningsarbejde.
Keramiske materialer har ikke kun høj hårdhed, men også fremragende korrosionsbestandighed. I nogle industrielle miljøer, hvor der er risiko for kemisk korrosion, såsom ultrapræcisionsbevægelsesmodulet i luftflyderen i testudstyr til kemiske produkter, kan den keramiske base modstå erosion af ætsende gasser eller væsker, bevare overfladeintegritet og mekaniske egenskaber i lang tid, og dens holdbarhed er bedre end granitbasen i specifikke barske miljøer.
Produktionsomkostninger og forarbejdningsvanskeligheder: Udfordringerne ved minedrift og forarbejdning af natursten og den tekniske tærskel for kunstig syntese
Minedrift og transport af granitråmaterialer er kompleks, og forarbejdningen kræver meget avanceret udstyr og teknologi. På grund af dens høje hårdhed og sprødhed er det let at få problemer som kantsammenbrud og revner under skæring, slibning, polering og andre processer, og skrotprocenten er relativt høj, hvilket resulterer i høje produktionsomkostninger.
Fremstillingen af keramiske baser er afhængig af avanceret syntese- og præcisionsbearbejdningsteknologi. Fra råmaterialeforberedelse, støbning til sintring kræver hvert trin præcis kontrol. De tidlige investeringer i udvikling og produktion af højtydende keramiske baser er enorme, og den tekniske tærskel er høj, men når produktionen i stor skala opnås, forventes omkostningerne at være effektivt kontrollerede, og det har et omkostningseffektivt potentiale i avancerede applikationer.
Samlet set klarer præcisionsbaser af granit sig godt med hensyn til generel stabilitet og konventionel holdbarhed, mens keramiske baser har unikke fordele med hensyn til tilpasningsevne til ekstreme temperaturer og holdbarhed i korrosionsbestandighed. Valget af base bør baseres på det specifikke anvendelsesscenarie, miljøforholdene og omkostningsbudgettet for luftflyderens ultrapræcisionsbevægelsesmodul.
Opslagstidspunkt: 8. april 2025