Trong các phòng thí nghiệm hàng đầu thế giới, cho dù là phát hiện vật liệu nano, hiệu chuẩn các thành phần quang học chính xác hay đo cấu trúc vi mô của chip bán dẫn, đều có những yêu cầu gần như nghiêm ngặt về độ chính xác và độ ổn định của các tham chiếu đo lường. Thước thẳng bằng đá granit, với hiệu suất vượt trội, đã trở thành sự lựa chọn hàng đầu của nhiều phòng thí nghiệm. So với các bề mặt tham chiếu bằng gang truyền thống, độ ổn định độ chính xác của nó có thể được cải thiện tới 300%, dựa trên bằng chứng khoa học sâu sắc và xác minh 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 có những khuyết tật cố hữu. Hệ số giãn nở nhiệt của nó xấp xỉ 12×10⁻⁶/℃. Trong môi trường dao động nhiệt độ thông thường trong phòng thí nghiệm (chẳng hạn như chênh lệch nhiệt độ 5℃ do bật và tắt máy điều hòa không khí), bề mặt tham chiếu bằng gang dài 1 mét có thể trải qua sự thay đổi kích thước 60μm. Ngoài ra, bên trong gang 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 có 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 thanh thẳng bằng đá granit chỉ là (4-8) ×10⁻⁶/℃, nhỏ hơn một phần ba so với gang. Trong cùng mức chênh lệch nhiệt độ là 5℃, sự thay đổi kích thước của thanh thẳng bằng đá granit dài 1 mét chỉ là 20-40 μm. Đá granit được hình thành do quá trình kết tinh của các khoáng chất như thạch anh và fenspat. Nó có cấu trúc đặc và đồng đều và không có vấn đề về tập trung ứng suất bên trong. Sau hàng tỷ năm của các quá trình địa chất, đá granit đã tự nhiên lão hóa và sẽ không bị biến dạng như gang theo thời gian, đảm bảo sự 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 rỉ sét, cần 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 bằng đá granit áp dụng công nghệ mài có độ chính xác cao và 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 tới ± 0,5 μm. Độ cứng bề mặt của nó đạt 6 đến 7 trên thang Mohs và khả năng chống mài mòn của nó gấp 3 đến 5 lần so với gang. Nó không dễ bị trầy xước hoặc mòn. Ngay cả sau khi sử dụng lâu dài, độ chính xác bề mặt của thước thẳng bằng đá granit vẫn có thể ổn định, loại bỏ nhu cầu hiệu chuẩn và bảo trì thường xuyên, giúp giảm đáng kể chi phí sử dụng và chi phí 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 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 rỉ sét trong môi trường ẩm ướt, dẫn đến tăng độ nhám bề mặt và ảnh hưởng đến độ chính xác tiếp xúc của đầu dò đo. Trong khi đó, từ tính của gang có thể ảnh hưởng đến hoạt động của thiết bị đo điện tử chính xác.
Thước thẳng bằng đá granit 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 này nhỏ hơn 0,1% và vẫn có thể duy trì hiệu suất ổn định trong môi trường có độ ẩm cao. Ngoài ra, đặc tính giảm chấn độc đáo của đá granit có thể hấp thụ hiệu quả các rung động của 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 bằng đá granit có thể làm giảm hơn 90% năng lượng rung trong vòng một giây, trong khi bề mặt tham chiếu bằng gang cần từ 3 đến 5 giây. Điều này cho phép thước thẳng bằng đá granit cung cấp tham chiếu ổn định để 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 kéo dài 8 giờ mỗi ngày, sai số đo 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 cải thiện độ ổn định độ chính xác lên tới 300%. Các kết quả thử nghiệm tương tự đã được xác minh nhiều lần tại các phòng thí nghiệm hàng đầu trong nhiều lĩnh vực như khoa học vật liệu và kỹ thuật quang học, chứng minh thêm tính không thể thay thế của thước thẳng bằng đá granit trong phép đo có độ chính xác cao.
Tóm lại, thước thẳng bằng đá granit đã vượt trội hoàn toàn so với bề mặt tham chiếu bằng gang nhờ vào ba ưu điểm của tính chất vật liệu, công nghệ xử lý 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 xác là lý do cốt lõi khiến các phòng thí nghiệm hàng đầu thế giới đều lựa chọn thước thẳng bằng đá granit.
Thời gian đăng: 19-05-2025