Nỗ lực không ngừng nghỉ hướng tới việc thu nhỏ và nâng cao hiệu suất trong công nghệ hiện đại—từ các tấm màn hình tiên tiến đến các thiết bị khoa học hiện đại—đã đẩy giới hạn của các vật liệu kỹ thuật truyền thống. Trong quá trình theo đuổi độ chính xác ở mức dưới micromet và thậm chí là nanomet, các kỹ sư liên tục tìm đến một loại vật liệu đã được hoàn thiện qua hàng thiên niên kỷ địa chất: đá granit tự nhiên. Loại đá tưởng chừng khiêm tốn này đã trở thành nền tảng không thể thiếu cho các thiết bị định hình tương lai kỹ thuật số của chúng ta.
Nhu cầu về độ ổn định và độ chính xác tuyệt đối trong các lĩnh vực như sản xuất chất bán dẫn và đo lường tiên tiến nhấn mạnh tầm quan trọng ngày càng tăng của các linh kiện đá granit chính xác. Không giống như kim loại, vốn rất dễ bị ảnh hưởng bởi sự giãn nở nhiệt và rung động, đá granit đen sở hữu sự kết hợp độc đáo giữa các đặc tính vật lý, tạo ra môi trường lý tưởng cho các hoạt động siêu chính xác.
Nền tảng của công nghệ màn hình phẳng
Việc chế tạo các tấm màn hình hiện đại—đặc biệt là những tấm dựa trên công nghệ Silicon vô định hình (a-Si) và Silicon đa tinh thể nhiệt độ thấp (LTPS)—đòi hỏi máy móc có thể duy trì độ phẳng và độ chính xác vị trí vượt trội trên diện tích lớn. Đây là lý do tại sao các bộ phận cơ khí bằng đá granit cho mảng a-Si và đá granit chính xác cho thiết bị mảng LTPS trở nên vô cùng quan trọng.
Khi sản xuất các tấm nền kính diện tích lớn cho màn hình, ngay cả sai lệch nhỏ nhất trong cấu trúc máy móc cũng có thể dẫn đến các khuyết tật tốn kém và tổn thất năng suất. Hệ số giãn nở nhiệt cực thấp của đá granit (khoảng một nửa so với thép) đảm bảo cấu trúc máy móc vẫn ổn định về kích thước ngay cả khi nhiệt độ dao động nhỏ trong môi trường phòng sạch. Hơn nữa, khả năng giảm chấn bên trong tuyệt vời của nó - cao hơn đáng kể so với gang hoặc thép - là rất cần thiết để trung hòa các rung động siêu nhỏ. Những rung động này, có thể không cảm nhận được bằng tay, có thể gây hậu quả nghiêm trọng đối với các quy trình in thạch bản, khắc hoặc lắng đọng được sử dụng để tạo thành các bóng bán dẫn và mạch điện tử nhỏ trên mảng. Bằng cách nhanh chóng tiêu tán các năng lượng này, các đế, dầm và các bộ phận khung máy bằng đá granit đảm bảo các bộ phận nhạy cảm di chuyển với độ chính xác lặp lại cần thiết cho việc sản xuất màn hình độ phân giải cao với số lượng lớn và năng suất cao.
Độ cứng vốn có của đá granit cũng có nghĩa là các bộ phận máy móc có thể chịu được tải trọng nặng—như các hệ thống giàn lớn, buồng chân không và đầu xử lý—với độ biến dạng tối thiểu, đảm bảo hiệu suất ổn định trên toàn bộ phạm vi làm việc.
Thúc đẩy những khám phá khoa học đích thực bằng phương pháp đo lường.
Ngoài lĩnh vực sản xuất, những đặc tính độc đáo của đá granit chính xác còn đóng vai trò không thể thiếu trong nghiên cứu khoa học cơ bản và đo lường. Một ví dụ điển hình là vai trò của nó trong các thiết bị phân tích độ phân giải cao, đặc biệt là đá granit chính xác dùng cho thiết bị XRD (Nhiễu xạ tia X).
Nhiễu xạ tia X là một kỹ thuật mạnh mẽ được sử dụng để xác định cấu trúc nguyên tử và phân tử của tinh thể. Độ chính xác cần thiết cho goniometer—thiết bị xoay mẫu và đầu dò tia X—là vô cùng lớn. Bất kỳ chuyển động hoặc rung động nào ảnh hưởng đến góc tới hoặc góc phát hiện đều có thể làm sai lệch hoàn toàn dữ liệu phức tạp đang được thu thập.
Nền tảng đo lường của hệ thống XRD cao cấp phải không bị trôi nhiệt và có khả năng hỗ trợ các cụm quang học và cơ khí phức tạp với độ ổn định vượt trội. Đá granit chính xác cung cấp mặt phẳng tham chiếu hoàn toàn phẳng và trơ về kích thước cần thiết để đạt được độ phân giải góc cần thiết cho phân tích vật liệu tiên tiến. Tính chất không từ tính của nó là một lợi ích bổ sung, đảm bảo rằng các cảm biến điện tử nhạy cảm và hệ thống điều khiển điện từ bên trong thiết bị không bị ảnh hưởng bởi từ dư, một vấn đề thường gặp với kim loại sắt.
Những ưu điểm vượt trội của đá tự nhiên trong kỷ nguyên chính xác
Sự thành công của đá granit trong những ứng dụng đòi hỏi cao này không phải là ngẫu nhiên; đó là kết quả trực tiếp của những đặc tính vật liệu vốn có của nó:
-
Tính ổn định về kích thước: Sau quá trình lão hóa địa chất hàng triệu năm, cấu trúc bên trong của đá granit đen chất lượng cao đồng nhất và giảm ứng suất, hầu như không có sự dịch chuyển bên trong theo thời gian, điều này rất quan trọng để duy trì sự chính xác về mặt kích thước.
-
Hệ số giãn nở nhiệt thấp: Khả năng phản ứng tối thiểu với sự thay đổi nhiệt độ giúp duy trì hình dạng, một đặc tính quan trọng đối với tất cả các quy trình chính xác hoạt động trong điều kiện được kiểm soát, nhưng không hoàn toàn đẳng nhiệt.
-
Giảm chấn rung động: Thành phần khoáng chất tự nhiên mang lại khả năng giảm chấn vượt trội, triệt tiêu tiếng ồn cơ học nhanh chóng và hiệu quả hơn so với kim loại chế tạo.
-
Không bị ăn mòn và không nhiễm từ: Đá granit không bị gỉ và không nhiễm từ, giúp đơn giản hóa việc bảo trì và loại bỏ các vấn đề nhiễu điện từ có thể gây ảnh hưởng đến các thiết bị đo lường nhạy cảm.
Bằng cách tận dụng những đặc tính này, các nhà sản xuất có thể đạt được dung sai ở mức micromet và nanomet cần thiết để thúc đẩy làn sóng đổi mới công nghệ tiếp theo. Việc chuyển từ các đế kim loại truyền thống sang các nền móng bằng đá granit siêu phẳng được thiết kế riêng thể hiện một sự thay đổi cơ bản trong kỹ thuật chính xác cao - một sự nhận thức rằng để đạt được sự ổn định thực sự, đôi khi những vật liệu lâu đời nhất lại là tốt nhất. Đối với bất kỳ công ty nào cam kết đạt được độ chính xác vượt trội trong thiết bị a-Si, LTPS hoặc thiết bị đo lường tiên tiến, đá granit chính xác không chỉ là một lựa chọn vật liệu; đó là một yếu tố cần thiết để cạnh tranh.
Thời gian đăng bài: 03/12/2025