Als laboratoris més importants del món, ja sigui per a la detecció de materials a nanoescala, la calibració de components òptics de precisió o la mesura de la microestructura de xips semiconductors, hi ha requisits gairebé estrictes per a la precisió i l'estabilitat de les referències de mesura. La regla de granit, amb el seu excel·lent rendiment, s'ha convertit en la primera opció per a molts laboratoris. En comparació amb les superfícies de referència de ferro colat tradicionals, la seva estabilitat de precisió es pot millorar fins a un 300%, basant-se en proves científiques profundes i verificació pràctica.
1. Les propietats dels materials determinen la base de la precisió
La fosa, com a material de superfície de referència tradicional, tot i que té una certa rigidesa, té defectes inherents. El seu coeficient d'expansió tèrmica és d'aproximadament 12 × 10⁻⁶/℃. En l'entorn habitual de fluctuació de temperatura al laboratori (com ara una diferència de temperatura de 5 ℃ causada per l'arrencada i l'aturada dels aparells d'aire condicionat), una superfície de referència de fosa d'1 metre de llarg pot patir un canvi dimensional de 60 μm. A més, hi ha estructures de grafit en escates dins de la fosa. L'ús a llarg termini és propens a la concentració d'estrès, la qual cosa provoca una disminució gradual de la planitud del pla de referència. Aquest tipus de deformació tèrmica i canvi estructural provocarà desviacions sistemàtiques en les dades de mesura, afectant greument la precisió dels resultats experimentals.
En canvi, el coeficient d'expansió tèrmica de la regla de granit és només de (4-8) ×10⁻⁶/℃, que és menys d'un terç del de la fosa. Sota la mateixa diferència de temperatura de 5℃, el canvi de mida d'una regla de granit d'1 metre de llarg és només de 20-40 μm. El granit es forma per la cristal·lització de minerals com el quars i el feldespat. Té una estructura densa i uniforme i no té problemes de concentració d'esforços interns. Després de milers de milions d'anys de processos geològics, el granit ha envellit naturalment i no es deformarà com la fosa amb el temps, garantint l'estabilitat a llarg termini del pla de referència des de l'essència del material.
En segon lloc, la tecnologia de processament aconsegueix una precisió ultraalta
Durant el processament de superfícies de referència de ferro colat, a causa de les limitacions de les propietats del material, la precisió de planitud normalment només pot arribar a ± 5-10 μm. A més, la superfície del ferro colat és propensa a l'oxidació i l'oxidació, cosa que requereix un manteniment i un rectificat regulars. Cada rectificat afectarà la precisió original de la superfície de referència.
El regle de granit adopta tecnologia de mòlta d'alta precisió i es combina amb tecnologia de processament de control numèric avançada. La planitud es pot controlar amb una precisió de ± 1-3 μm, i alguns productes d'alta gamma poden arribar fins i tot a ± 0,5 μm. La seva duresa superficial arriba de 6 a 7 a l'escala de Mohs, i la seva resistència al desgast és de 3 a 5 vegades superior a la del ferro colat. No es ratlla ni es desgasta fàcilment. Fins i tot després d'un ús a llarg termini, la precisió superficial del regle de granit pot romandre estable, eliminant la necessitat de calibratges i manteniments freqüents, reduint significativament el cost d'ús i el cost de temps del laboratori.
Iii. L'adaptabilitat ambiental garanteix una mesura estable
L'entorn de laboratori és complex i canviant. Factors com la humitat, la vibració i la interferència electromagnètica poden afectar la precisió de la mesura. La superfície de referència de ferro colat és propensa a oxidar-se en un ambient humit, cosa que provoca un augment de la rugositat superficial i afecta la precisió del contacte de la sonda de mesura. Mentrestant, el magnetisme del ferro colat pot interferir amb el funcionament dels equips de mesura electrònics de precisió.
El regle de granit és un material no metàl·lic, no magnètic ni conductor, i no interfereix amb els dispositius electrònics. La seva taxa d'absorció d'aigua és inferior al 0,1% i encara pot mantenir un rendiment estable en un entorn d'alta humitat. A més, les propietats d'amortiment úniques del granit poden absorbir eficaçment les vibracions ambientals i minimitzar les pertorbacions externes. Per exemple, en un laboratori a prop d'instruments i equips a gran escala, un regle de granit pot atenuar més del 90% de l'energia de vibració en un segon, mentre que una superfície de referència de ferro colat requereix de 3 a 5 segons. Això permet que el regle de granit proporcioni una referència estable per a la mesura fins i tot en entorns complexos.
Quatre. Les dades reals verifiquen els avantatges de rendiment
Un conegut laboratori internacional de semiconductors va dur a terme una prova comparativa a llarg termini en superfícies de referència de ferro colat i granit: durant l'experiment de mesurament que va durar 30 dies i 8 hores cada dia, l'error de mesurament acumulatiu de l'equip que utilitzava la superfície de referència de ferro colat va arribar a ±45 μm. L'equip que utilitza regle de granit té un error acumulatiu de només ±15 μm i la millora en l'estabilitat de precisió és de fins al 300%. Resultats experimentals similars s'han verificat repetidament en laboratoris de primer nivell en múltiples camps com la ciència de materials i l'enginyeria òptica, demostrant encara més la irreemplaçabilitat del regle de granit en el mesurament d'alta precisió.
En conclusió, la regla de granit ha superat àmpliament la superfície de referència de ferro colat gràcies als seus triples avantatges de propietats del material, tecnologia de processament i adaptabilitat ambiental. La seva millora del 300% en l'estabilitat de precisió no només proporciona un punt de referència de mesura fiable per als laboratoris, sinó que també estableix una base sòlida per al desenvolupament de la investigació científica d'avantguarda i la tecnologia de fabricació de precisió. Aquesta és precisament la raó principal per la qual els principals laboratoris del món han triat regles de granit.
Data de publicació: 19 de maig de 2025