მსოფლიოს წამყვან ლაბორატორიებში, იქნება ეს ნანომასშტაბიანი მასალების აღმოჩენა, ზუსტი ოპტიკური კომპონენტების კალიბრაცია თუ ნახევარგამტარული ჩიპების მიკროსტრუქტურული გაზომვა, თითქმის მკაცრი მოთხოვნებია დაწესებული გაზომვის საცნობარო ნიშნულების სიზუსტისა და სტაბილურობისთვის. გრანიტის მართკუთხედი, თავისი გამორჩეული მახასიათებლებით, ბევრი ლაბორატორიის პირველი არჩევანი გახდა. ტრადიციულ თუჯის საცნობარო ზედაპირებთან შედარებით, მისი სიზუსტის სტაბილურობა შეიძლება გაუმჯობესდეს 300%-მდე, რაც ეფუძნება ღრმა სამეცნიერო მტკიცებულებებსა და პრაქტიკულ დადასტურებას.
1. მასალის თვისებები განსაზღვრავს სიზუსტის საფუძველს
თუჯი, როგორც ტრადიციული საორიენტაციო ზედაპირის მასალა, მიუხედავად გარკვეული სიმტკიცისა, თანდაყოლილი დეფექტებით ხასიათდება. მისი თერმული გაფართოების კოეფიციენტი დაახლოებით 12×10⁻⁶/℃-ია. ლაბორატორიაში ტემპერატურის რყევის საერთო გარემოში (მაგალითად, კონდიციონერების ჩართვით და გამორთვით გამოწვეული 5℃ ტემპერატურის სხვაობა), 1 მეტრი სიგრძის თუჯის საორიენტაციო ზედაპირმა შეიძლება განიცადოს 60 მკმ-ით განზომილებიანი ცვლილება. გარდა ამისა, თუჯის შიგნით არის ფანტელებისებრი გრაფიტის სტრუქტურები. ხანგრძლივი გამოყენება მიდრეკილია სტრესის კონცენტრაციისკენ, რაც იწვევს საორიენტაციო სიბრტყის თანდათანობით შემცირებას. ამ ტიპის თერმული დეფორმაცია და სტრუქტურული ცვლილება გამოიწვევს გაზომვის მონაცემებში სისტემურ გადახრებს, რაც სერიოზულად აისახება ექსპერიმენტული შედეგების სიზუსტეზე.
ამის საპირისპიროდ, გრანიტის ღერძის თერმული გაფართოების კოეფიციენტი მხოლოდ (4-8) ×10⁻⁶/℃-ია, რაც თუჯის თერმული გაფართოების კოეფიციენტის ერთ მესამედზე ნაკლებია. იგივე 5℃ ტემპერატურის სხვაობისას, 1 მეტრი სიგრძის გრანიტის ღერძის ზომის ცვლილება მხოლოდ 20-40 მკმ-ია. გრანიტი წარმოიქმნება ისეთი მინერალების კრისტალიზაციის შედეგად, როგორიცაა კვარცი და ფელდშპატი. მას აქვს მკვრივი და ერთგვაროვანი სტრუქტურა და არ აქვს შიდა დაძაბულობის კონცენტრაციის პრობლემა. მილიარდობით წლის გეოლოგიური პროცესების შემდეგ, გრანიტი ბუნებრივად დაბერდა და დროთა განმავლობაში არ დეფორმირდება თუჯის მსგავსად, რაც უზრუნველყოფს მასალის არსიდან გამომდინარე საცნობარო სიბრტყის ხანგრძლივ სტაბილურობას.
მეორეც, დამუშავების ტექნოლოგია აღწევს ულტრამაღალ სიზუსტეს
თუჯის საცნობარო ზედაპირების დამუშავებისას, მასალის თვისებების შეზღუდვების გამო, სიბრტყის სიზუსტე, როგორც წესი, მხოლოდ ± 5-10 მკმ-ს აღწევს. გარდა ამისა, თუჯის ზედაპირი მიდრეკილია დაჟანგვისა და ჟანგისკენ, რაც რეგულარულ მოვლასა და დაფქვას მოითხოვს. თითოეული დაფქვა გავლენას მოახდენს საცნობარო ზედაპირის საწყის სიზუსტეზე.
გრანიტის მართკუთხა დამუშავება იყენებს მაღალი სიზუსტის დაფქვის ტექნოლოგიას და შერწყმულია მოწინავე რიცხვითი კონტროლის დამუშავების ტექნოლოგიასთან. სიბრტყის კონტროლი შესაძლებელია ± 1-3 μm-ის ფარგლებში, ხოლო ზოგიერთი მაღალი კლასის პროდუქტი შეიძლება ± 0.5 μm-საც კი მიაღწიოს. მისი ზედაპირის სიმტკიცე მოჰსის შკალით 6-დან 7-მდე აღწევს, ხოლო ცვეთისადმი მდგრადობა 3-დან 5-ჯერ აღემატება თუჯის სიმტკიცეს. ის ადვილად არ იკაწრება და არ ცვდება. ხანგრძლივი გამოყენების შემდეგაც კი, გრანიტის მართკუთხა დამუშავების ზედაპირის სიზუსტე შეიძლება სტაბილური დარჩეს, რაც გამორიცხავს ხშირი კალიბრაციისა და მოვლა-პატრონობის საჭიროებას, მნიშვნელოვნად ამცირებს ლაბორატორიის გამოყენების ხარჯებს და დროის ხარჯებს.
III. გარემოსდაცვითი ადაპტირება უზრუნველყოფს სტაბილურ გაზომვას
ლაბორატორიული გარემო რთული და ცვალებადია. ისეთ ფაქტორებს, როგორიცაა ტენიანობა, ვიბრაცია და ელექტრომაგნიტური ჩარევა, შეუძლიათ გავლენა მოახდინონ გაზომვის სიზუსტეზე. თუჯის საცნობარო ზედაპირი ნესტიან გარემოში მიდრეკილია ჟანგისკენ, რაც იწვევს ზედაპირის უხეშობის ზრდას და გავლენას ახდენს საზომი ზონდის კონტაქტურ სიზუსტეზე. ამასობაში, თუჯის მაგნეტიზმმა შეიძლება ხელი შეუშალოს ზუსტი ელექტრონული საზომი მოწყობილობების მუშაობას.
გრანიტის მართკუთხედი არამეტალური მასალაა, არამაგნიტური და არაგამტარი და არ უშლის ხელს ელექტრონულ მოწყობილობებს. მისი წყლის შთანთქმის მაჩვენებელი 0.1%-ზე ნაკლებია და მას მაინც შეუძლია სტაბილური მუშაობის შენარჩუნება მაღალი ტენიანობის გარემოში. გარდა ამისა, გრანიტის უნიკალური დემპფერული თვისებები ეფექტურად შთანთქავს გარემოს ვიბრაციებს და მინიმუმამდე ამცირებს გარე ფაქტორების გავლენას. მაგალითად, დიდი ზომის ინსტრუმენტებთან და აღჭურვილობასთან ახლოს მდებარე ლაბორატორიაში, გრანიტის მართკუთხედი ვიბრაციის ენერგიის 90%-ზე მეტს ამცირებს ერთ წამში, მაშინ როცა თუჯის საცნობარო ზედაპირს 3-დან 5 წამამდე სჭირდება. ეს საშუალებას აძლევს გრანიტის მართკუთხედს უზრუნველყოს სტაბილური საცნობარო წერტილი გაზომვისთვის, რთულ გარემოშიც კი.
ოთხი. ფაქტობრივი მონაცემები ადასტურებს შესრულების უპირატესობებს
ცნობილმა საერთაშორისო ნახევარგამტარულმა ლაბორატორიამ ერთხელ ჩაატარა გრძელვადიანი შედარებითი ტესტი თუჯისა და გრანიტის საცნობარო ზედაპირებზე: 30 დღის განმავლობაში და ყოველდღიურად 8 საათის განმავლობაში მიმდინარე გაზომვის ექსპერიმენტის დროს, თუჯის საცნობარო ზედაპირის გამოყენებით აღჭურვილობის კუმულაციური გაზომვის შეცდომამ მიაღწია ±45 მკმ-ს. გრანიტის მართკუთხედის გამოყენებით აღჭურვილობას აქვს მხოლოდ ±15 მკმ კუმულაციური შეცდომა, ხოლო სიზუსტის სტაბილურობის გაუმჯობესება 300%-ს აღწევს. მსგავსი ექსპერიმენტული შედეგები არაერთხელ დადასტურდა წამყვან ლაბორატორიებში სხვადასხვა სფეროში, როგორიცაა მასალათმცოდნეობა და ოპტიკური ინჟინერია, რაც კიდევ ერთხელ ადასტურებს გრანიტის მართკუთხედის შეუცვლელობას მაღალი სიზუსტის გაზომვებში.
დასკვნის სახით, გრანიტის სტრიქონმა მნიშვნელოვნად გადააჭარბა თუჯის საცნობარო ზედაპირს მისი სამმაგი უპირატესობის - მასალის თვისებების, დამუშავების ტექნოლოგიისა და გარემოზე ადაპტაციის წყალობით. მისი 300%-იანი გაუმჯობესება სიზუსტის სტაბილურობაში არა მხოლოდ უზრუნველყოფს საიმედო გაზომვის ეტალონს ლაბორატორიებისთვის, არამედ ქმნის მყარ საფუძველს უახლესი სამეცნიერო კვლევებისა და ზუსტი წარმოების ტექნოლოგიების განვითარებისთვის. სწორედ ეს არის მთავარი მიზეზი, რის გამოც მსოფლიოს წამყვანმა ლაბორატორიებმა აირჩიეს გრანიტის სტრიქონები.
გამოქვეყნების დრო: 2025 წლის 19 მაისი