В таких областях, как производство микросхем и прецизионные измерения, свойства материалов напрямую определяют точность оборудования. Гранит, с его пятью основными характеристиками, выделяется среди таких материалов, как металлы, инженерные пластики и керамика, и стал «золотым партнером» высококлассного оборудования.
1. Термическая стабильность: «иммунитет» к колебаниям температуры
При каждом изменении температуры на 1℃ нержавеющая сталь расширяется на 17 мкм/м, алюминиевый сплав расширяется на 23 мкм/м, тогда как гранит расширяется только на 4-8 мкм/м. На заводах по производству полупроводников высокие температуры, возникающие при работе фотолитографических машин, или разница температур между запуском и остановкой кондиционеров оказывают практически незначительное влияние на размеры гранита. Напротив, деформация металлов и пластика из-за теплового расширения и сжатия может легко вызвать несоосность прецизионных компонентов.
2. Виброустойчивость: «Пожиратель» энергии вибрации
Гранит имеет высокую плотность (2,6-3,1 г/см³), твердость 6-7 по шкале Мооса и коэффициент затухания в 5-10 раз больше, чем у нержавеющей стали. В прецизионном измерительном оборудовании он может ослабить 90% энергии вибрации в течение 0,5 секунд, в то время как металлическим материалам требуется от 3 до 5 секунд. Вибрации, возникающие при работе оборудования и перемещении персонала в цехе, трудно поколебать устойчивость оборудования, поддерживаемого гранитом.
3. Химическая устойчивость: «Упрямство» в кислых и щелочных средах.
При замачивании гранита в растворе сильной кислоты (pH=2) или сильной щелочи (pH=12) в течение 1000 часов, количество поверхностной коррозии составляет менее 0,01 мкм. Нержавеющая сталь подвержена коррозии под воздействием кислот и щелочей, алюминиевый сплав боится щелочных веществ, а конструкционные пластики разбухают при воздействии органических растворителей. Плотная структура гранита (пористость < 0,1%) также может предотвратить загрязнение частицами, что делает его «избранным материалом» для чистых помещений полупроводниковой промышленности.
4. Обработка и стоимость: «Мастер баланса» между точностью и эффективностью затрат
Гранит можно шлифовать до плоскостности ≤0,5 мкм/м и шероховатости поверхности Ra ≤0,05 мкм, но обработка занимает относительно много времени. Нержавеющая сталь легко обрабатывается, но склонна к деформации, в то время как керамика имеет высокую точность, но стоит дорого. В сценариях, где требуется точность в наномасштабе, комплексные показатели затрат гранита намного превосходят показатели других материалов.
5. Электромагнитная чистота: «очиститель» электронных устройств
Как неметаллический материал, гранит немагнитен и непроводим, и не будет мешать датчикам и электронным компонентам. Электропроводность и магнетизм металлов, статическое электричество инженерных пластиков и диэлектрические потери керамики становятся «слабыми местами» перед лицом точного оборудования, такого как фотолитографические машины и машины ядерного магнитного резонанса. Однако гранит идеально подходит для электромагнитно-чувствительных сред.
От устойчивости к высоким температурам до виброустойчивости, от защиты от коррозии до отсутствия электромагнитных помех — гранит доказал своими прочными свойствами, что в области точного производства он является незаменимым «королем».
Время публикации: 20 мая 2025 г.