Trong các phòng thí nghiệm hàng đầu thế giới, dù là phát hiện vật liệu nano, hiệu chuẩn linh kiện quang học chính xác hay đo cấu trúc vi mô của chip bán dẫn, độ chính xác và độ ổn định của thước đo tham chiếu đều được đặt ra những yêu cầu gần như nghiêm ngặt. Với hiệu suất vượt trội, thước thẳng granite đã trở thành lựa chọn hàng đầu của nhiều phòng thí nghiệm. So với bề mặt tham chiếu gang truyền thống, độ ổn định chính xác của thước thẳng granite có thể được cải thiện tới 300%, dựa trên bằng chứng khoa học sâu sắc và kiểm chứng thực tế.
1. Tính chất vật liệu quyết định cơ sở của độ chính xác
Gang, là vật liệu bề mặt tham chiếu truyền thống, mặc dù có độ cứng nhất định, nhưng vẫn có những khuyết tật cố hữu. Hệ số giãn nở nhiệt của nó xấp xỉ 12×10⁻⁶/℃. Trong điều kiện nhiệt độ dao động thông thường trong phòng thí nghiệm (chẳng hạn như chênh lệch nhiệt độ 5℃ do bật và tắt máy điều hòa), bề mặt tham chiếu bằng gang dài 1 mét có thể bị thay đổi kích thước 60μm. Ngoài ra, bên trong gang còn có các cấu trúc than chì dạng vảy. Sử dụng lâu dài dễ bị tập trung ứng suất, dẫn đến độ phẳng của mặt phẳng tham chiếu giảm dần. Loại biến dạng nhiệt và thay đổi cấu trúc này sẽ gây ra độ lệch hệ thống trong dữ liệu đo lường, ảnh hưởng nghiêm trọng đến độ chính xác của kết quả thực nghiệm.
Ngược lại, hệ số giãn nở nhiệt của thước thẳng granit chỉ là (4-8) ×10⁻⁶/℃, nhỏ hơn một phần ba so với gang. Trong cùng mức chênh lệch nhiệt độ 5℃, kích thước thay đổi của thước thẳng granit dài 1 mét chỉ là 20-40 μm. Granite được hình thành do sự kết tinh của các khoáng chất như thạch anh và fenspat. Nó có cấu trúc đặc và đồng đều, không gặp vấn đề về tập trung ứng suất bên trong. Trải qua hàng tỷ năm địa chất, granit đã lão hóa tự nhiên và không bị biến dạng theo thời gian như gang, đảm bảo độ ổn định lâu dài của mặt phẳng tham chiếu từ bản chất của vật liệu.
Thứ hai, công nghệ xử lý đạt được độ chính xác cực cao
Trong quá trình gia công bề mặt tham chiếu bằng gang, do hạn chế về tính chất vật liệu, độ chính xác về độ phẳng thường chỉ đạt ± 5-10 μm. Hơn nữa, bề mặt gang dễ bị oxy hóa và gỉ sét, đòi hỏi phải bảo dưỡng và mài thường xuyên. Mỗi lần mài sẽ ảnh hưởng đến độ chính xác ban đầu của bề mặt tham chiếu.
Thước thẳng granite sử dụng công nghệ mài chính xác cao kết hợp với công nghệ xử lý điều khiển số tiên tiến. Độ phẳng có thể được kiểm soát trong phạm vi ± 1-3 μm, và một số sản phẩm cao cấp thậm chí có thể đạt ± 0,5 μm. Độ cứng bề mặt đạt 6-7 trên thang Mohs, khả năng chống mài mòn gấp 3-5 lần gang. Không dễ bị trầy xước hay mài mòn. Ngay cả sau thời gian dài sử dụng, độ chính xác bề mặt của thước thẳng granite vẫn ổn định, loại bỏ nhu cầu hiệu chuẩn và bảo trì thường xuyên, giúp giảm đáng kể chi phí sử dụng và thời gian của phòng thí nghiệm.
Iii. Khả năng thích ứng với môi trường đảm bảo phép đo ổn định
Môi trường phòng thí nghiệm rất phức tạp và dễ thay đổi. Các yếu tố như độ ẩm, độ rung và nhiễu điện từ đều có thể ảnh hưởng đến độ chính xác của phép đo. Bề mặt tham chiếu bằng gang dễ bị gỉ sét trong môi trường ẩm ướt, dẫn đến độ nhám bề mặt tăng lên và ảnh hưởng đến độ chính xác tiếp xúc của đầu dò đo. Đồng thời, từ tính của gang có thể ảnh hưởng đến hoạt động của thiết bị đo điện tử chính xác.
Thước thẳng granite là vật liệu phi kim loại, không từ tính và không dẫn điện, không gây nhiễu cho các thiết bị điện tử. Tỷ lệ hấp thụ nước của thước thẳng granite nhỏ hơn 0,1%, vẫn có thể duy trì hiệu suất ổn định trong môi trường độ ẩm cao. Ngoài ra, đặc tính giảm chấn độc đáo của granite có thể hấp thụ hiệu quả các rung động môi trường và giảm thiểu nhiễu loạn bên ngoài. Ví dụ, trong phòng thí nghiệm gần các thiết bị và dụng cụ quy mô lớn, thước thẳng granite có thể làm giảm hơn 90% năng lượng rung động trong vòng một giây, trong khi bề mặt tham chiếu bằng gang chỉ cần từ 3 đến 5 giây. Điều này cho phép thước thẳng granite cung cấp một tham chiếu ổn định cho phép đo lường ngay cả trong môi trường phức tạp.
Bốn. Dữ liệu thực tế xác minh lợi thế về hiệu suất
Một phòng thí nghiệm bán dẫn quốc tế nổi tiếng đã từng tiến hành thử nghiệm so sánh dài hạn trên bề mặt tham chiếu bằng gang và đá granit: Trong quá trình thử nghiệm đo lường kéo dài 30 ngày và mỗi ngày 8 giờ, sai số đo lường tích lũy của thiết bị sử dụng bề mặt tham chiếu bằng gang đạt ±45μm. Thiết bị sử dụng thước thẳng bằng đá granit có sai số tích lũy chỉ ±15μm, và độ ổn định độ chính xác được cải thiện tới 300%. Các kết quả thử nghiệm tương tự đã được kiểm chứng nhiều lần tại các phòng thí nghiệm hàng đầu trong nhiều lĩnh vực như khoa học vật liệu và kỹ thuật quang học, càng chứng minh thêm tính không thể thay thế của thước thẳng bằng đá granit trong đo lường độ chính xác cao.
Tóm lại, thước thẳng granite đã vượt trội hoàn toàn so với bề mặt chuẩn gang nhờ ba ưu điểm về tính chất vật liệu, công nghệ gia công và khả năng thích ứng với môi trường. Độ ổn định chính xác được cải thiện 300% không chỉ cung cấp chuẩn đo lường đáng tin cậy cho các phòng thí nghiệm mà còn đặt nền tảng vững chắc cho sự phát triển của công nghệ nghiên cứu khoa học và sản xuất chính xác tiên tiến. Đây chính là lý do cốt lõi khiến các phòng thí nghiệm hàng đầu thế giới đều lựa chọn thước thẳng granite.
Thời gian đăng: 19-05-2025