Täppistöötlemise ja täiustatud teadusuuringute valdkonnas on täppis-staatilise rõhuga õhuujuvplatvormi aluse valik selle toimivuse määramisel võtmetegur. Graniidist täppisalusel ja keraamilisel alusel on oma omadused, millel on erinevad eelised ja omadused stabiilsuse, täpsuse säilitamise, vastupidavuse jms osas.
Stabiilsus: looduslik struktuur versus sünteetiline
Pärast pikka geoloogilist üleminekut on graniit tihedalt läbi põimunud kvartsist, päevakivist ja teistest mineraalidest, moodustades tiheda ja ühtlase struktuuri. Välise vibratsioonihäirete, näiteks tehase töökojas suurte seadmete töötamisel tekkivate tugevate vibratsioonide korral suudab graniidist alus tõhusalt blokeerida ja summutada, mis vähendab täppis-staatilise rõhuga õhu abil ujuva platvormi vibratsiooni amplituudi enam kui 80%, pakkudes platvormile stabiilset tööbaasi, et tagada sujuv liikumine ülitäpsel töötlemisel või tuvastamisel. Näiteks pooljuhtkiibi tootmise litograafiaprotsessis saab stabiilne graniidist alus tagada kiibi litograafiaseadmete täpse töö ja saavutada kiibimustrite ülitäpse iseloomustamise.
Keraamiline alus on valmistatud tehissünteesi ja täiustatud tehnoloogia abil ning selle sisemine struktuur on ühtlane ja heade vibratsioonisummutusomadustega. Üldvibratsiooniga toimetulekul võib see luua stabiilse töökeskkonna täppis-staatilise rõhuga õhuplatvormile. Kuid suure tugevuse ja püsiva vibratsiooni korral on selle vibratsioonisummutusvõime graniidist alusest veidi halvem ning vibratsioonihäireid on raske sama madalale tasemele vähendada, mis võib platvormi ülitäpset liikumist teatud määral mõjutada.
Täpsuse säilitamine: looduslike eeliste vähene laienemine ja täpsuse kunstlik kontroll
Graniit on tuntud oma väga madala soojuspaisumisteguri poolest, mis on tavaliselt 5–7 × 10⁻⁶/℃. Temperatuurikõikumiste keskkonnas muutub graniidist täppisaluse suurus väga vähe. Astronoomia valdkonnas on teleskoobi läätse peenhäälestamiseks mõeldud täppis staatilise rõhu õhuujukplatvorm ühendatud graniidist alusega, mis isegi märkimisväärse päeva ja öö temperatuuride erinevuse korral tagab läätse positsioneerimistäpsuse säilimise submikronilisel tasemel, aidates astronoomidel jäädvustada kaugete taevakehade peent dünaamikat.
Keraamilised materjalid on suurepärased termilise stabiilsuse poolest ning mõnede kõrgjõudlusega keraamika soojuspaisumistegur võib olla peaaegu null ja seda saab formuleerimise ja protsessi abil täpselt reguleerida. Mõnedes temperatuuritundlikes ülitäpsete mõõteseadmetes suudab keraamiline alus temperatuuri muutudes säilitada stabiilse suuruse, tagades täppis-staatilise rõhuga õhuujuvplatvormi liikumise täpsuse. Selle pikaajalist täpsuse stabiilsust praktilistes rakendustes mõjutavad aga sellised tegurid nagu materjali vananemine ja seda tuleb täiendavalt kontrollida.
Vastupidavus: Kõrge kõvadusega looduskivi ja korrosioonikindlad sünteetilised materjalid
Graniidi kõvadus on kõrge, Mohsi kõvadus võib ulatuda 6-7-ni, hea kulumiskindlusega. Materjaliteaduse laborites kasutatakse sageli täppis-staatilise rõhuga õhuujukplatvormi, mille graniidist alus suudab tõhusalt vastu pidada pikaajalisele hõõrdekadule võrreldes tavalise alusega, pikendades platvormi hooldustsüklit enam kui 50%, vähendades seadmete hoolduskulusid ja tagades teadustöö järjepidevuse. Graniitmaterjal on aga suhteliselt habras ja juhusliku löögi korral on oht puruneda.
Keraamiline alus pole mitte ainult kõva, vaid ka suurepärase korrosioonikindlusega. Tööstuskeskkondades, kus on keemilise korrosiooni oht, näiteks keemiatoodete kontrollseadmete täppishüdrostaatiliste õhuflotatsiooniplatvormide puhul, on keraamilised alused vastupidavad söövitavatele gaasidele või vedelikele, säilitades pinna terviklikkuse ja mehaanilised omadused pikka aega. Äärmuslikes keskkondades, näiteks kõrge õhuniiskusega, on keraamilise aluse toimivusstabiilsus parem kui graniidist alusel.
Tootmiskulud ja töötlemise raskus: looduskivi kaevandamise väljakutse ja tehissünteesi tehniline lävi
Graniidi tooraine kaevandamine ja transport on keeruline ning töötlemine nõuab väga kõrgetasemelisi seadmeid ja tehnoloogiat. Tänu oma suurele kõvadusele ja rabedusele on lõikamine, lihvimine, poleerimine ja muud protsessid altid varisemisele, pragudele ja suurele praagimäärale, mille tulemuseks on kõrged tootmiskulud.
Keraamilise aluse tootmine tugineb täiustatud sünteesile ja täppistöötlustehnoloogiale, alates tooraine ettevalmistamisest, vormimisest kuni paagutamiseni, iga etappi tuleb täpselt kontrollida. Varajane investeering teadus- ja arendustegevusse ning seadmetesse on tohutu ja nõuab kõrget tehnilist läve. Tootmismahu laienemisega eeldatakse aga kulude vähenemist ning sellel on kulutõhus potentsiaal tipptasemel rakendustes.
Üldiselt on graniidist täppisjalustel hea üldine stabiilsus ja tavapärane vastupidavus, samas kui keraamilistel alustel on ainulaadsed eelised äärmusliku temperatuuritaluvuse ja korrosioonikindluse osas. Aluse valik peaks põhinema konkreetsel rakendusstsenaariumil, keskkonnatingimustel ja täppis-staatilise rõhuga õhuujukplatvormi maksumusel.
Postituse aeg: 10. aprill 2025