Жоғары деңгейлі метрология саласында дәлдік жабдықтың құнын өлшеудің негізгі критерийі болып табылады. Соңғы жылдары жоғары деңгейлі өлшеуіш жабдықтардың 95% дәстүрлі шойын негіздерін тастап, оның орнына гранитті негіздерді қабылдады. Бұл салалық трансформацияның артында гранит негіздерінің нано-деңгейдегі демпферлік сипаттамаларының нәтижесінде жасалған технологиялық серпіліс жатыр. Бұл мақала гранит негіздерінің бірегей артықшылықтарын терең талдайды және олардың жоғары деңгейлі өлшеуіш жабдықтардың «жаңа сүйіктісіне» айналуының құпиясын ашады.
Шойын негіздерінің шектеулері: өлшеудің жоғары талаптарын қанағаттандыру қиын
Шойын бір кездері өлшеуіш құрал-жабдықтардың негізіне арналған негізгі материал болды және оның құны төмен және оңай өңделуіне байланысты кеңінен қолданылды. Дегенмен, жоғары деңгейлі өлшеу сценарийлерінде шойынның шектеулері барған сайын көрнекті бола түсуде. Бір жағынан, шойынның термиялық тұрақтылығы нашар, термиялық кеңею коэффициенті 11-12 ×10⁻⁶/℃-ге дейін жетеді. Жабдық жұмыс кезінде жылу шығарғанда немесе қоршаған орта температурасы өзгерсе, ол термиялық деформацияға бейім болады, нәтижесінде өлшеу анықтамасының ауытқуы болады. Екінші жағынан, шойынның ішкі құрылымында микроскопиялық кеуектер бар және оның дірілді өшіру өнімділігі жеткіліксіз, бұл сыртқы діріл кедергісін тиімді сіңіре алмайды. Станоктардың жұмысы және цехтағы көліктердің қозғалысы діріл тудырғанда, шойын негізі тербелістерді өлшеу жабдығына жібереді, бұл өлшеу деректерінде ауытқулар тудырады және нанометр және микрометр деңгейлерінде жоғары дәлдіктегі өлшеу талаптарын орындауды қиындатады.
Гранит негіздерінің наноөлшемді демпферлік сипаттамалары: дәл өлшеудің негізгі кепілі
Гранит - жүздеген миллион жылдар бойы геологиялық процестер нәтижесінде пайда болған табиғи тас. Оның ішкі минералды кристалдары ықшам және құрылымы тығыз және біркелкі, бұл оған керемет нано масштабты демпферлік қасиеттерді береді. Сыртқы тербелістерді гранит негізіне бергенде, оның ішкі микроқұрылымы тербеліс энергиясын жылу энергиясына жылдам түрлендіре алады, тиімді әлсіретуге қол жеткізе алады. Шойынмен салыстырғанда гранитті негіздердің дірілге жауап беру уақыты 80% -дан астамға қысқарады және олар өлшеу жабдығының өлшеу дәлдігіне дірілдің әсерін тиімді болдырмай, өте қысқа уақыт ішінде тұрақты күйге оралуы мүмкін.
Микроскопиялық тұрғыдан алғанда, граниттің кристалдық құрылымы ұсақ түйіршіктер мен минералды бөлшектердің үлкен санын қамтиды және бұл құрылымдық ерекшеліктер табиғи «діріл жұту желісін» құрайды. Діріл толқындары гранит ішінде тараған кезде, олар осы түйіршік шекараларымен және бөлшектермен бірнеше рет соқтығысады, шағылысады және шашыраңқы болады. Бұл процесте діріл энергиясы үнемі тұтынылады, осылайша дірілді сөндіру әсеріне жетеді. Зерттеулер көрсеткендей, гранит негізі діріл амплитудасын түпнұсқаның оннан бір бөлігіне дейін азайта алады, бұл өлшеу жабдығы үшін тұрақты өлшеу ортасын қамтамасыз етеді.
Гранитті негіздердің басқа артықшылықтары: жоғары деңгейлі талаптарды толығымен қанағаттандыру
Оның тамаша наноөлшемді демпферлік қасиеттерінен басқа, гранит негізінің көптеген артықшылықтары бар, бұл оны жоғары деңгейлі өлшеу жабдығы үшін тамаша таңдау жасайды. Оның термиялық кеңею коэффициенті өте төмен, небәрі 5-7 ×10⁻⁶/℃ және температураның өзгеруіне дерлік әсер етпейді. Ол әртүрлі қоршаған орта жағдайларында тұрақты өлшем мен пішінді сақтай алады, бұл өлшеу анықтамасының дәлдігін қамтамасыз етеді. Сонымен қатар, гранит жоғары қаттылыққа (6-7 Mohs қаттылығымен) және күшті тозуға төзімділікке ие. Ұзақ пайдаланудан кейін де оның беті жоғары дәлдіктегі жазық күйді сақтай алады, бұл жабдыққа техникалық қызмет көрсету және калибрлеу жиілігін азайтады. Сонымен қатар, гранит тұрақты химиялық қасиеттерге ие және қышқыл немесе сілтілі заттармен оңай коррозияға ұшырамайды, бұл оны әртүрлі күрделі өнеркәсіптік орталарға жарамды етеді.
Өнеркәсіптік тәжірибе гранит негіздерінің керемет құндылығын растады
Жартылай өткізгіштерді өндіру саласында микросхемалардың өлшемі наноөлшемдік дәуірге енді және метрологиялық жабдыққа қойылатын дәлдік талаптары өте жоғары. Белгілі халықаралық жартылай өткізгіш кәсіпорын өлшеу жабдығын гранитті негізі бар шойын негізіне ауыстырғаннан кейін өлшеу қателігі ±5мкм-ден ±0,5мкм-ге дейін төмендеді, ал өнімнің шығымдылығы 12%-ға өсті. Аэроғарыш саласында гранитті негіздерді қабылдағаннан кейін компоненттердің пішіні мен орналасуына төзімділіктерді анықтау үшін қолданылатын жоғары деңгейлі метрологиялық жабдық діріл кедергілерін тиімді болдырмайды, ұшақ қозғалтқышының қалақтары мен фюзеляж жақтаулары сияқты негізгі компоненттердің өңдеу дәлдігін қамтамасыз етеді және аэроғарыштық өнімдердің қауіпсіздігі мен сенімділігіне сенімді кепілдік береді.
Жоғары деңгейлі өңдеу өнеркәсібінде өлшеу дәлдігіне қойылатын талаптардың үздіксіз жетілдірілуімен гранит негіздері, олардың нано-масштабты демпферлік сипаттамалары және жан-жақты өнімділік артықшылықтары өлшеу жабдықтарының техникалық стандарттарын қайта қалыптастырады. Шойыннан гранитке ауысу тек материалдарды жаңарту ғана емес; бұл сонымен қатар дәл өлшеу технологиясын жаңа биіктерге көтеретін салалық революция.
Хабарлама уақыты: 13 мамыр 2025 ж