No campo do control de movemento de ultraprecisión, o rendemento do módulo de movemento de ultraprecisión con flotador de aire depende en gran medida das características da súa base. A base de precisión de granito e a base de cerámica son dúas opcións de alto perfil, cada unha con vantaxes únicas; na estabilidade, mantemento da precisión, durabilidade e outras dimensións clave, existen diferenzas obvias.
Estabilidade: compacidade natural fronte a precisión artificial
O granito, formado despois dun longo tempo xeolóxico, ten unha estrutura interna densa e uniforme, e os minerais como o cuarzo e o feldespato están estreitamente entrelazados. Ante a interferencia externa, como a vibración causada polo funcionamento de equipos grandes no taller, a base de granito pode bloquear e atenuar eficazmente coa súa complexa estrutura cristalina, o que pode reducir a amplitude de vibración do módulo de movemento de ultraprecisión transmitido ao flotador de aire en máis dun 80 %, proporcionando unha base de funcionamento estable para que o módulo se mova sen problemas no proceso de procesamento ou detección de alta precisión.
A base cerámica fabrícase mediante un proceso sintético avanzado e a súa uniformidade estrutural interna tamén é excelente. A microestrutura dalgúns materiais cerámicos de alto rendemento é case perfecta, o que pode formar un efecto de amortiguación eficiente sobre a vibración. Nalgúns equipos de inspección óptica que son extremadamente sensibles ás vibracións, a base cerámica pode suprimir a interferencia de vibración nun rango moi pequeno para garantir o movemento de alta precisión do módulo de movemento de ultraprecisión do flotador de aire, pero en resposta a vibracións a grande escala e alta intensidade, a súa estabilidade xeral é lixeiramente inferior á da base de granito.
Retención da precisión: a vantaxe natural da baixa expansión e a marabilla artificial da estabilidade a altas temperaturas
O granito é coñecido polo seu coeficiente de expansión térmica moi baixo, xeralmente de 5-7 ×10⁻⁶/℃. Nun ambiente de flutuación de temperatura, o tamaño da base de precisión de granito varía moi pouco. Por exemplo, no campo da astronomía, o módulo de movemento de ultraprecisión para o axuste fino da lente do telescopio combínase coa base de granito; mesmo nun ambiente onde a diferenza de temperatura entre o día e a noite é significativa, pode garantir que a precisión de posicionamento da lente se manteña a nivel submicrónico, axudando aos astrónomos a capturar os cambios sutís dos corpos celestes distantes.
Os materiais cerámicos tamén presentan un bo rendemento en canto a estabilidade a altas temperaturas e baixa expansión, e o coeficiente de expansión térmica dalgunhas cerámicas especiais pode incluso ser próximo a cero. En condicións de alta temperatura ou cambios rápidos de temperatura, a base cerámica pode manter un tamaño estable para garantir que a precisión do movemento do módulo de movemento de ultraprecisión do flotador de aire non se vexa afectada. No proceso de litografía da fabricación de chips semicondutores, o equipo de litografía debe seguir funcionando nun ambiente de alta precisión, e a base cerámica pode manter a precisión de posicionamento do módulo no ambiente de alta calor xerado polo equipo, cumprindo os estritos requisitos da fabricación de chips para a precisión a nanoescala.
Durabilidade: Alta dureza de minerais naturais e materiais sintéticos resistentes á corrosión
A dureza do granito é alta, a dureza de Mohs pode chegar a 6-7, cunha boa resistencia ao desgaste. No laboratorio de ciencia de materiais, o módulo de movemento de ultraprecisión con flotador de aire de uso frecuente, a súa base de granito pode resistir eficazmente a fricción a longo prazo do deslizador do flotador de aire, en comparación coa base de material ordinaria, pode prolongar o ciclo de mantemento do módulo en máis dun 50 %, o que reduce considerablemente o custo de mantemento do equipo e garante a continuidade do traballo de investigación científica.
Os materiais cerámicos non só teñen unha alta dureza, senón que tamén teñen unha excelente resistencia á corrosión. Nalgúns ambientes industriais onde existe risco de corrosión química, como o módulo de movemento de ultraprecisión do flotador de aire nos equipos de probas de produtos químicos, a base cerámica pode resistir a erosión de gases ou líquidos corrosivos, manter a integridade da superficie e as propiedades mecánicas durante moito tempo e a súa durabilidade é mellor que a base de granito en ambientes agresivos específicos.
Custo de fabricación e dificultade de procesamento: os desafíos da minería e o procesamento da pedra natural e o limiar técnico da síntese artificial
O proceso de extracción e transporte de materias primas de granito é complexo e o procesamento require equipos e tecnoloxía moi avanzados. Debido á súa alta dureza e fraxilidade, é doado ter problemas como o colapso dos bordos e as fendas no corte, a moenda, o pulido e outros procesos, e a taxa de chatarra é relativamente alta, o que resulta en custos de fabricación elevados.
A fabricación de bases cerámicas baséase en tecnoloxía avanzada de síntese e mecanizado de precisión, dende a preparación da materia prima, o moldeo ata a sinterización, cada paso require un control preciso. O investimento inicial no desenvolvemento e produción de bases cerámicas de alto rendemento é enorme e o limiar técnico é alto, pero unha vez que se alcanza a produción a grande escala, espérase que o custo se controle eficazmente e teña un potencial rendible en aplicacións de alta gama.
En xeral, as bases de precisión de granito teñen un bo rendemento en canto a estabilidade xeral e durabilidade convencional, mentres que as bases cerámicas teñen vantaxes únicas en canto a adaptabilidade a ambientes de temperatura extrema e durabilidade na resistencia á corrosión. A elección da base debe basearse no escenario de aplicación específico, as condicións ambientais e o orzamento de custos do módulo de movemento de ultraprecisión con flotador de aire.
Data de publicación: 08-04-2025