Trong lĩnh vực thiết bị chính xác công nghiệp, độ ổn định của đá granit chủ yếu phụ thuộc vào thành phần khoáng chất, mật độ cấu trúc và các chỉ số hiệu suất vật lý (như hệ số giãn nở nhiệt, tỷ lệ hấp thụ nước và cường độ nén) chứ không phải màu sắc của đá. Tuy nhiên, màu sắc thường phản ánh gián tiếp sự khác biệt về thành phần khoáng chất và môi trường hình thành. Do đó, trong ứng dụng thực tế, đá granit có một số màu sắc nhất định được ưa chuộng hơn do hiệu suất tổng thể vượt trội. Sau đây là phân tích cụ thể:
I. Mối liên hệ gián tiếp giữa màu sắc và độ ổn định
Màu sắc của đá granit được xác định bởi thành phần khoáng chất của nó và thành phần khoáng chất ảnh hưởng trực tiếp đến các tính chất vật lý của nó:
Đá granit màu sáng (như trắng xám, hồng nhạt)
Thành phần khoáng vật: Chủ yếu là thạch anh và fenspat (chiếm tới 60% đến 80%), với một lượng nhỏ mica hoặc amphibole.
Thạch anh (có mật độ 2,65g/cm³) và fenspat (có mật độ 2,5-2,8g/cm³) có độ cứng cao, tính ổn định hóa học cao và hệ số giãn nở nhiệt thấp (thường là 5-8×10⁻⁶/℃) và không dễ bị ảnh hưởng bởi sự thay đổi nhiệt độ.
Đặc điểm cấu trúc: Được hình thành trong môi trường địa chất tương đối ổn định (như quá trình nguội chậm ở phần nông của vỏ Trái Đất), có các hạt tinh thể đồng đều, cấu trúc đặc, độ xốp thấp (0,3% - 0,7%), tỷ lệ hấp thụ nước thấp (<0,15%) và khả năng chống biến dạng mạnh.
Ứng dụng điển hình: Thiết bị sản xuất chip điện tử, đế dụng cụ quang học chính xác (như bệ máy quang khắc), cần duy trì độ chính xác về kích thước trong thời gian dài.
Đá granit sẫm màu (như đen, xanh đậm)
Thành phần khoáng chất: Giàu khoáng chất sắt và magie (như amphibole, biotite, pyroxene) và một phần chứa khoáng chất kim loại nặng như magnetite và ilmenite.
Amphibole (mật độ 3,0-3,4g/cm³) và biotite (mật độ 2,7-3,1g/cm³) có mật độ tương đối cao, nhưng hệ số giãn nở nhiệt của chúng cao hơn một chút so với thạch anh (lên đến 8-12×10⁻⁶/℃) và cấu trúc của chúng có thể thay đổi nhẹ do quá trình oxy hóa các khoáng chất chứa sắt.
Đặc điểm cấu trúc: Chủ yếu được hình thành trong môi trường nhiệt độ và áp suất cao (ví dụ như magma sâu làm nguội nhanh), với các hạt tinh thể thô và mật độ cấu trúc khác biệt đáng kể. Một số loại đá granit sẫm màu (như đá granit xanh Jinan) có cấu trúc đồng đều và ổn định hơn do hoạt động magma mạnh mẽ và giải phóng hoàn toàn ứng suất bên trong.
Ứng dụng điển hình: Đế máy công cụ hạng nặng, máy đo tọa độ (CMM) lớn, cần chịu được tải trọng cao và khả năng chống va đập.
Ii. Các chỉ số cốt lõi về sự ổn định trong các kịch bản công nghiệp
Bất kể màu sắc nào, các yêu cầu cốt lõi đối với đá granit trong thiết bị chính xác công nghiệp bao gồm:
Độ ổn định nhiệt
Ưu tiên lựa chọn các loại đá có hệ số giãn nở nhiệt thấp (<8×10⁻⁶/℃) để tránh sai lệch độ chính xác của thiết bị do biến động nhiệt độ. Đá granit màu sáng (như đá trắng mè) có độ ổn định nhiệt tốt hơn do hàm lượng thạch anh cao.
Tính chặt chẽ về cấu trúc
Đá granit có độ xốp dưới 0,5% và tỷ lệ hấp thụ nước dưới 0,1% không dễ bị hấp thụ độ ẩm hoặc tạp chất, và không dễ bị biến dạng khi sử dụng lâu dài. Cả đá granit đen Jinan Green (độ xốp 0,3%) và đá granit đen Shanxi (độ xốp 0,2%) đều đáp ứng yêu cầu về mật độ cao.
Sức mạnh cơ học
Cường độ nén lớn hơn 150MPa và cường độ uốn lớn hơn 12MPa, đảm bảo sự ổn định lâu dài khi mang vác thiết bị chính xác. Đá granit đen (như đá đen Ấn Độ) thường có độ bền cơ học cao hơn do chứa khoáng chất sắt và magie, phù hợp cho các ứng dụng chịu tải nặng.
Khả năng chống ăn mòn hóa học
Thạch anh và fenspat có khả năng chống ăn mòn axit và kiềm mạnh. Do đó, đá granit màu sáng (như xám mè) phù hợp hơn với môi trường ăn mòn trong ngành công nghiệp hóa chất và bán dẫn.
Iii. Các lựa chọn và trường hợp chính thống trong lĩnh vực công nghiệp
Đá granit màu sáng: Lựa chọn ưu tiên cho các tình huống có độ chính xác cao
Các giống đại diện:
Mè trắng: Sản xuất tại Phúc Kiến, có màu xám nhạt, hàm lượng thạch anh trên 70%. Hệ số giãn nở nhiệt là 6×10⁻⁶/℃. Được sử dụng trong các bệ máy in thạch bản bán dẫn và thiết bị kiểm tra hàng không vũ trụ.
Jinan Green: Màu xám đậm, cấu trúc đồng nhất, cường độ nén 240MPa, thường được sử dụng làm đế của máy đo tọa độ (CMM).
Ưu điểm: Độ đồng đều màu tốt, tạo điều kiện hiệu chuẩn đường dẫn quang của thiết bị quang học; Biến dạng nhiệt nhỏ và phù hợp với yêu cầu độ chính xác ở cấp độ nanomet.
Đá granit đen: Thích hợp cho các công trình chịu lực nặng và chống va đập
Các giống đại diện:
Black Galaxy: Màu đen, chứa ilmenit, có tỷ trọng 3,05g/cm³ và cường độ nén 280MPa. Sản phẩm được sử dụng làm ray dẫn hướng cho máy công cụ hạng nặng và đồ gá lắp trong sản xuất ô tô.
Đá đen Mông Cổ: Màu xanh lá cây đậm, chủ yếu là amphibole, có khả năng chống va đập mạnh, được sử dụng làm đế của thiết bị khai thác mỏ.
Ưu điểm: Mật độ cao, độ cứng chắc, có khả năng hấp thụ rung động cơ học, phù hợp với môi trường công nghiệp chịu tải trọng cao.
Bốn. Kết luận: Màu sắc không phải là yếu tố quyết định; hiệu suất mới là cốt lõi
Màu sắc ≠ độ ổn định: Cả đá granit sáng màu và tối màu đều có độ ổn định cao. Yếu tố then chốt nằm ở độ tinh khiết của khoáng chất, tính đồng nhất của cấu trúc và các chỉ số vật lý.
Nguyên lý thích nghi cảnh:
Thiết bị quang học/điện tử chính xác: Chọn các loại màu sáng có hàm lượng thạch anh cao (như trắng mè), chú trọng đến độ ổn định nhiệt và độ chính xác bề mặt.
Máy móc hạng nặng/máy công cụ công nghiệp: Chọn loại quặng magie có hàm lượng sắt cao, màu tối (như quặng magie xanh Tế Nam), chú trọng đến độ bền cơ học và khả năng chống va đập.
Gợi ý mua hàng: Xác minh các thông số như hệ số giãn nở nhiệt, tỷ lệ hấp thụ nước và cường độ nén thông qua các báo cáo thử nghiệm (chẳng hạn như GB/T 18601-2020 "Tấm đá granite tự nhiên dùng trong xây dựng"), thay vì chỉ đánh giá theo màu sắc.
Tóm lại, trong lĩnh vực công nghiệp, việc lựa chọn đá granite ưu tiên hiệu suất và được bổ sung bằng màu sắc. Cần đánh giá toàn diện kết hợp với các yêu cầu cụ thể về thiết bị và môi trường sử dụng.
Thời gian đăng: 19-05-2025