În laboratoarele de top din lume, fie că este vorba de detectarea materialelor la nanoscală, calibrarea componentelor optice de precizie sau măsurarea microstructurii cipurilor semiconductoare, există cerințe aproape stricte pentru acuratețea și stabilitatea referințelor de măsurare. Rigla de granit, cu performanțele sale remarcabile, a devenit prima alegere pentru multe laboratoare. Comparativ cu suprafețele de referință tradiționale din fontă, stabilitatea sa de precizie poate fi îmbunătățită cu până la 300%, bazată pe dovezi științifice solide și verificări practice.
1. Proprietățile materialelor determină baza preciziei
Fonta, ca material tradițional pentru suprafețe de referință, deși are o anumită rigiditate, prezintă defecte inerente. Coeficientul său de dilatare termică este de aproximativ 12×10⁻⁶/℃. În condițiile fluctuațiilor obișnuite de temperatură din laborator (cum ar fi o diferență de temperatură de 5℃ cauzată de pornirea și oprirea aparatelor de aer condiționat), o suprafață de referință din fontă cu lungimea de 1 metru poate suferi o modificare dimensională de 60 μm. În plus, în interiorul fontei există structuri de grafit sub formă de fulgi. Utilizarea pe termen lung este predispusă la concentrarea stresului, ceea ce duce la o scădere treptată a planeității planului de referință. Acest tip de deformare termică și modificare structurală va provoca abateri sistematice ale datelor măsurate, afectând serios acuratețea rezultatelor experimentale.
În schimb, coeficientul de dilatare termică al riglei de granit este de numai (4-8) ×10⁻⁶/℃, ceea ce reprezintă mai puțin de o treime din cel al fontei. La aceeași diferență de temperatură de 5℃, schimbarea dimensiunii unei rigle de granit lungi de 1 metru este de numai 20-40 μm. Granitul se formează prin cristalizarea mineralelor precum cuarțul și feldspatul. Are o structură densă și uniformă și nu prezintă probleme de concentrare a tensiunilor interne. După miliarde de ani de procese geologice, granitul a îmbătrânit în mod natural și nu se va deforma precum fonta în timp, asigurând stabilitatea pe termen lung a planului de referință din esența materialului.
În al doilea rând, tehnologia de procesare atinge o precizie ultra-înaltă
În timpul prelucrării suprafețelor de referință din fontă, din cauza limitărilor proprietăților materialului, precizia de planeitate poate atinge de obicei doar ± 5-10 μm. Mai mult, suprafața fontei este predispusă la oxidare și rugină, necesitând întreținere și șlefuire regulată. Fiecare șlefuire va afecta precizia originală a suprafeței de referință.
Rigla de șlefuire din granit adoptă o tehnologie de șlefuire de înaltă precizie și este combinată cu o tehnologie avansată de procesare cu control numeric. Planeitatea poate fi controlată cu o precizie de ± 1-3 μm, iar unele produse de înaltă calitate pot ajunge chiar și la ± 0,5 μm. Duritatea suprafeței sale atinge 6 până la 7 pe scara Mohs, iar rezistența la uzură este de 3 până la 5 ori mai mare decât cea a fontei. Nu se zgârie sau uzează ușor. Chiar și după o utilizare îndelungată, precizia suprafeței riglei de granit poate rămâne stabilă, eliminând necesitatea calibrării și întreținerii frecvente, reducând semnificativ costurile de utilizare și timpul alocat laboratorului.
Iii. Adaptabilitatea la mediu asigură o măsurare stabilă
Mediul de laborator este complex și schimbător. Factori precum umiditatea, vibrațiile și interferențele electromagnetice pot afecta precizia măsurării. Suprafața de referință din fontă este predispusă la rugină într-un mediu umed, ceea ce duce la o creștere a rugozității suprafeței și afectează precizia de contact a sondei de măsurare. Totodată, magnetismul fontei poate interfera cu funcționarea echipamentelor electronice de măsurare de precizie.
Rigla de granit este un material nemetalic, nemagnetic și neconductor și nu va interfera cu dispozitivele electronice. Rata sa de absorbție a apei este mai mică de 0,1% și poate menține performanțe stabile într-un mediu cu umiditate ridicată. În plus, proprietățile unice de amortizare ale granitului pot absorbi eficient vibrațiile mediului și pot minimiza perturbațiile externe. De exemplu, într-un laborator aflat în apropierea unor instrumente și echipamente de mari dimensiuni, o riglă de granit poate atenua peste 90% din energia vibrațiilor într-o secundă, în timp ce o suprafață de referință din fontă necesită 3 până la 5 secunde. Acest lucru permite riglei de granit să ofere o referință stabilă pentru măsurare chiar și în medii complexe.
Patru. Datele reale confirmă avantajele de performanță
Un laborator internațional de semiconductori bine-cunoscut a efectuat odată un test comparativ pe termen lung pe suprafețe de referință din fontă și granit: În timpul experimentului de măsurare, care a durat 30 de zile și a durat 8 ore în fiecare zi, eroarea cumulativă de măsurare a echipamentului care a utilizat suprafața de referință din fontă a atins ±45 μm. Echipamentul care utilizează o riglă de granit are o eroare cumulativă de numai ±15 μm, iar îmbunătățirea stabilității preciziei este de până la 300%. Rezultate experimentale similare au fost verificate în mod repetat în laboratoare de top în diverse domenii, cum ar fi știința materialelor și ingineria optică, demonstrând în continuare caracterul de neînlocuit al riglei de granit în măsurătorile de înaltă precizie.
În concluzie, rigla de granit a depășit cu mult suprafața de referință din fontă datorită triplelor avantaje: proprietăți ale materialului, tehnologie de procesare și adaptabilitate la mediu. Îmbunătățirea cu 300% a stabilității preciziei nu numai că oferă un punct de referință fiabil pentru măsurare pentru laboratoare, dar pune și o bază solidă pentru dezvoltarea cercetării științifice de ultimă generație și a tehnologiei de fabricație de precizie. Acesta este motivul principal pentru care cele mai importante laboratoare din lume au ales toate riglele de granit.
Data publicării: 19 mai 2025