Trong lĩnh vực sản xuất chính xác và nghiên cứu khoa học tiên tiến, việc lựa chọn đế cho bệ nổi khí áp suất tĩnh chính xác là yếu tố then chốt quyết định hiệu suất của nó. Đế bằng đá granit và đế bằng gốm có những đặc điểm riêng, thể hiện những ưu điểm và đặc tính khác nhau về độ ổn định, khả năng duy trì độ chính xác, độ bền, v.v.
Độ ổn định: Cấu trúc tự nhiên so với cấu trúc tổng hợp
Sau quá trình biến đổi địa chất lâu dài, đá granit được đan xen chặt chẽ bởi thạch anh, fenspat và các khoáng chất khác, tạo thành một cấu trúc dày đặc và đồng nhất. Trước sự nhiễu loạn rung động từ bên ngoài, chẳng hạn như rung động mạnh do hoạt động của các thiết bị quy mô lớn trong xưởng sản xuất tạo ra, nền đá granit có thể chặn và làm suy giảm hiệu quả, giúp giảm biên độ rung của bệ nổi khí áp suất tĩnh chính xác hơn 80%, cung cấp cơ sở hoạt động ổn định cho bệ để đảm bảo chuyển động trơn tru trong quá trình gia công hoặc kiểm tra độ chính xác cao. Ví dụ, trong quy trình in thạch bản sản xuất chip bán dẫn, một nền đá granit ổn định có thể đảm bảo hoạt động chính xác của thiết bị in thạch bản chip và đạt được đặc trưng hóa độ chính xác cao của các mẫu chip.
Đế gốm được chế tạo bằng phương pháp tổng hợp nhân tạo và công nghệ tiên tiến, cấu trúc bên trong đồng nhất và có đặc tính giảm chấn rung tốt. Khi xử lý các rung động thông thường, nó có thể tạo ra môi trường làm việc ổn định cho bệ nổi khí nén tĩnh chính xác. Tuy nhiên, khi đối mặt với rung động mạnh và liên tục, khả năng giảm chấn rung của nó kém hơn một chút so với đế đá granit, và khó có thể giảm nhiễu rung xuống cùng mức thấp, điều này có thể ảnh hưởng nhất định đến chuyển động siêu chính xác của bệ.
Duy trì độ chính xác: hạn chế sự mở rộng các lợi thế tự nhiên và kiểm soát độ chính xác nhân tạo.
Đá granit nổi tiếng với hệ số giãn nở nhiệt rất thấp, thường ở mức 5-7 ×10⁻⁶/℃. Trong môi trường biến động nhiệt độ, kích thước của đế granit chính xác thay đổi rất ít. Trong lĩnh vực thiên văn học, bệ nổi khí áp suất tĩnh chính xác để tinh chỉnh thấu kính kính viễn vọng được kết hợp với đế granit, ngay cả khi chênh lệch nhiệt độ giữa ngày và đêm là đáng kể, nó vẫn có thể đảm bảo độ chính xác định vị của thấu kính được duy trì ở mức dưới micromet, giúp các nhà thiên văn học ghi lại những chuyển động tinh tế của các thiên thể ở xa.
Vật liệu gốm có độ ổn định nhiệt tuyệt vời, hệ số giãn nở nhiệt của một số loại gốm hiệu năng cao có thể thấp đến gần bằng không và có thể được điều chỉnh chính xác thông qua công thức và quy trình. Trong một số thiết bị đo chính xác cao nhạy cảm với nhiệt độ, đế gốm có thể duy trì kích thước ổn định khi nhiệt độ thay đổi, đảm bảo độ chính xác của chuyển động của bệ nổi khí áp suất tĩnh chính xác. Tuy nhiên, độ ổn định chính xác lâu dài trong các ứng dụng thực tế bị ảnh hưởng bởi các yếu tố như sự lão hóa vật liệu và cần được kiểm chứng thêm.
Độ bền: Đá tự nhiên có độ cứng cao và vật liệu tổng hợp chống ăn mòn.
Đá granit có độ cứng cao, độ cứng Mohs có thể đạt 6-7, khả năng chống mài mòn tốt. Trong phòng thí nghiệm khoa học vật liệu, bệ nổi khí nén tĩnh chính xác thường được sử dụng có đế bằng đá granit có thể chống lại sự hao mòn do ma sát lâu dài một cách hiệu quả, so với đế thông thường, có thể kéo dài chu kỳ bảo trì của bệ hơn 50%, giảm chi phí bảo trì thiết bị và đảm bảo tính liên tục của công việc nghiên cứu khoa học. Tuy nhiên, vật liệu granit tương đối giòn, có nguy cơ bị vỡ khi bị va đập bất ngờ.
Đế gốm không chỉ cứng chắc mà còn có khả năng chống ăn mòn tuyệt vời. Trong môi trường công nghiệp có nguy cơ ăn mòn hóa học, chẳng hạn như các bệ tuyển nổi thủy tĩnh chính xác trong thiết bị kiểm tra sản phẩm hóa học, đế gốm có khả năng chống lại khí hoặc chất lỏng ăn mòn, duy trì tính toàn vẹn bề mặt và các đặc tính cơ học trong thời gian dài. Trong môi trường khắc nghiệt như độ ẩm cao, độ ổn định hiệu suất của đế gốm tốt hơn so với đế đá granit.
Chi phí sản xuất và độ khó gia công: thách thức khai thác đá tự nhiên và ngưỡng kỹ thuật của quá trình tổng hợp nhân tạo.
Việc khai thác và vận chuyển nguyên liệu đá granit rất phức tạp, và quá trình chế biến đòi hỏi thiết bị và công nghệ rất cao. Do độ cứng cao, tính giòn, việc cắt, mài, đánh bóng và các quá trình khác dễ dẫn đến sụp đổ, nứt vỡ, tỷ lệ phế phẩm cao, gây ra chi phí sản xuất cao.
Sản xuất vật liệu gốm sứ dựa trên công nghệ tổng hợp tiên tiến và gia công chính xác, từ khâu chuẩn bị nguyên liệu, tạo hình đến nung kết, mỗi bước đều cần được kiểm soát chính xác. Đầu tư ban đầu cho nghiên cứu và phát triển cũng như thiết bị là rất lớn, đòi hỏi kỹ thuật cao. Tuy nhiên, với việc mở rộng quy mô sản xuất, chi phí dự kiến sẽ giảm, và công nghệ này có tiềm năng tiết kiệm chi phí trong các ứng dụng cao cấp.
Nhìn chung, đế bằng đá granit có độ ổn định tổng thể và độ bền thông thường tốt, trong khi đế bằng gốm có những ưu điểm độc đáo về khả năng thích ứng với nhiệt độ khắc nghiệt và khả năng chống ăn mòn. Việc lựa chọn đế nên dựa trên kịch bản ứng dụng cụ thể, điều kiện môi trường và ngân sách chi phí của bệ nổi khí áp suất tĩnh chính xác.
Thời gian đăng bài: 10/04/2025