परिशुद्ध स्थैतिक दाब वायु-तैरने वाले प्लेटफॉर्म के लिए ग्रेनाइट आधार के उपयोग के लाभ और हानियों का विश्लेषण।

सबसे पहले, ग्रेनाइट बेस के फायदे
उच्च कठोरता और कम तापीय विरूपण
ग्रेनाइट का घनत्व अधिक होता है (लगभग 2.6-2.8 ग्राम/सेमी³), और इसका यंग मापांक 50-100 जीपीए तक पहुंच सकता है, जो सामान्य धातु पदार्थों से कहीं अधिक है। यह उच्च कठोरता बाहरी कंपन और भार के कारण होने वाले विरूपण को प्रभावी ढंग से रोकती है और एयर फ्लोट गाइड की समतलता सुनिश्चित करती है। साथ ही, ग्रेनाइट का रैखिक विस्तार गुणांक बहुत कम होता है (लगभग 5×10⁻⁶/℃), जो एल्युमीनियम मिश्र धातु के केवल 1/3 के बराबर है, और तापमान में उतार-चढ़ाव वाले वातावरण में लगभग कोई तापीय विरूपण नहीं होता है। यह विशेष रूप से स्थिर तापमान वाली प्रयोगशालाओं या दिन-रात के तापमान में बड़े अंतर वाले औद्योगिक क्षेत्रों के लिए उपयुक्त है।

उत्कृष्ट अवमंदन प्रदर्शन
ग्रेनाइट की बहुक्रिस्टलीय संरचना के कारण इसमें प्राकृतिक अवमंदन गुण होते हैं, और कंपन क्षीणन का समय स्टील की तुलना में 3-5 गुना तेज़ होता है। सटीक मशीनिंग की प्रक्रिया में, यह मोटर के चालू और बंद होने, औजारों की कटाई जैसी उच्च आवृत्ति वाली कंपनों को प्रभावी ढंग से अवशोषित कर सकता है और गतिमान प्लेटफॉर्म की स्थिति सटीकता पर अनुनाद के प्रभाव को रोक सकता है (विशिष्ट मान ±0.1μm तक)।

दीर्घकालिक आयामी स्थिरता
करोड़ों वर्षों की भूवैज्ञानिक प्रक्रियाओं के बाद ग्रेनाइट का निर्माण हुआ है, और इसकी आंतरिक तनाव शक्ति पूरी तरह से मुक्त हो चुकी है, जो धीमी विरूपण के कारण अवशिष्ट तनाव से ग्रस्त धातु पदार्थों के विपरीत है। प्रायोगिक आंकड़ों से पता चलता है कि 10 वर्षों की अवधि में ग्रेनाइट के आधार के आकार में परिवर्तन 1 माइक्रोमीटर/मीटर से कम है, जो कि कच्चा लोहा या वेल्डेड स्टील संरचनाओं की तुलना में कहीं बेहतर है।

जंग प्रतिरोधी और रखरखाव मुक्त
ग्रेनाइट अम्ल, क्षार, तेल, नमी और अन्य पर्यावरणीय कारकों के प्रति अत्यधिक सहनशील होता है, इसलिए धातु की तरह इस पर बार-बार जंग रोधी परत चढ़ाने की आवश्यकता नहीं होती। पीसने और पॉलिश करने के बाद, सतह की खुरदरापन Ra 0.2μm या उससे कम हो सकती है, जिससे इसे सीधे एयर फ्लोट गाइड रेल की बेयरिंग सतह के रूप में उपयोग किया जा सकता है और असेंबली त्रुटियों को कम किया जा सकता है।

दूसरा, ग्रेनाइट आधार की सीमाएँ
प्रक्रिया में कठिनाई और लागत की समस्या
ग्रेनाइट की मोह्स कठोरता 6-7 होती है, जिसके लिए सटीक पिसाई हेतु हीरे के औजारों का उपयोग आवश्यक होता है, और इसकी प्रसंस्करण क्षमता धातु सामग्री की तुलना में केवल 1/5 होती है। डॉवेटेल ग्रूव, थ्रेडेड होल और अन्य विशेषताओं की जटिल संरचना के कारण प्रसंस्करण लागत अधिक होती है, और प्रसंस्करण चक्र लंबा होता है (उदाहरण के लिए, 2 मीटर × 1 मीटर के प्लेटफॉर्म के प्रसंस्करण में 200 घंटे से अधिक समय लगता है), जिसके परिणामस्वरूप कुल लागत एल्यूमीनियम मिश्र धातु प्लेटफॉर्म की तुलना में 30%-50% अधिक होती है।

भंगुर फ्रैक्चर का जोखिम
यद्यपि ग्रेनाइट की संपीडन सामर्थ्य 200-300 एमपीए तक पहुँच सकती है, इसकी तन्यता सामर्थ्य इसकी मात्र 1/10 होती है। अत्यधिक बल के प्रभाव में इसमें भंगुर विखंडन आसानी से हो सकता है, और क्षति की मरम्मत करना कठिन होता है। संरचनात्मक डिजाइन के माध्यम से तनाव संकेंद्रण से बचना आवश्यक है, जैसे कि गोल कोनों का उपयोग करना, समर्थन बिंदुओं की संख्या बढ़ाना आदि।

वजन प्रणाली की सीमाओं को निर्धारित करता है।
ग्रेनाइट का घनत्व एल्युमीनियम मिश्र धातु से 2.5 गुना अधिक होता है, जिसके परिणामस्वरूप प्लेटफॉर्म का कुल वजन काफी बढ़ जाता है। इससे सपोर्ट संरचना की भार वहन क्षमता पर अधिक दबाव पड़ता है, और उच्च गति की गतिविधियों (जैसे लिथोग्राफी वेफर टेबल) में जड़त्व संबंधी समस्याओं के कारण गतिशील प्रदर्शन प्रभावित हो सकता है।

पदार्थ विषमता
प्राकृतिक ग्रेनाइट के खनिज कणों का वितरण दिशात्मक होता है, और विभिन्न स्थानों पर कठोरता और तापीय विस्तार गुणांक में थोड़ा अंतर होता है (लगभग ±5%)। इससे अति-सटीकता वाले प्लेटफार्मों (जैसे नैनोस्केल पोजिशनिंग) में काफी त्रुटियां आ सकती हैं, जिन्हें सख्त सामग्री चयन और समरूपीकरण उपचार (जैसे उच्च तापमान पर कैल्सीनेशन) द्वारा सुधारने की आवश्यकता होती है।
उच्च परिशुद्धता वाले औद्योगिक उपकरणों के मुख्य घटक के रूप में, परिशुद्ध स्थैतिक दाब वायु फ्लोटिंग प्लेटफॉर्म का उपयोग सेमीकंडक्टर निर्माण, ऑप्टिकल प्रसंस्करण, सटीक मापन और अन्य क्षेत्रों में व्यापक रूप से किया जाता है। आधार सामग्री का चयन प्लेटफॉर्म की स्थिरता, सटीकता और सेवा जीवन को सीधे प्रभावित करता है। ग्रेनाइट (प्राकृतिक ग्रेनाइट), अपने अद्वितीय भौतिक गुणों के कारण, हाल के वर्षों में ऐसे प्लेटफॉर्म के आधार के लिए एक लोकप्रिय सामग्री बन गया है।