Дар соҳаи истеҳсоли дақиқ, тасаввуроти нодурусти маъмул ин аст, ки "зичии баландтар = сахтии қавитар = дақиқии баландтар" аст. Пойгоҳи гранитӣ бо зичии 2,6-2,8 г/см³ (7,86 г/см³ барои оҳани рехтагарӣ) ба дақиқии аз микрометрҳо ё ҳатто нанометрҳо зиёдтар ноил шудааст. Дар паси ин падидаи "муқобил" синергияи амиқи минералогия, механика ва усулҳои коркард пинҳон аст. Дар зер принсипҳои илмии он аз чор андозаи асосӣ таҳлил карда мешаванд.
1. Зичӣ ≠ Сахтӣ: Нақши ҳалкунандаи сохтори мавод
Сохтори кристаллии "асали табиии" гранит
Гранит аз кристаллҳои минералӣ ба монанди кварс (SiO₂) ва шпати фелдспар (KAlSi₃O₈) иборат аст, ки бо пайвандҳои ионӣ/ковалентӣ зич пайваст шуда, сохтори ба ҳам пайвастшудаи асали мумдорро ташкил медиҳанд. Ин сохтор ба он хусусиятҳои беназир медиҳад:
Қувваи фишурдашавӣ ба қувваи оҳани рехтагарӣ қобили муқоиса аст: ба 100-200 мПа мерасад (100-250 мПа барои оҳани рехтагарии хокистарранг), аммо модули эластикӣ пасттар аст (70-100 гПа дар муқоиса бо 160-200 гПа барои оҳани рехтагарӣ), ки маънои онро дорад, ки эҳтимолияти деформатсияи пластикӣ дар зери қувва камтар аст.
Баровардани табиии фишори дохилӣ: Гранит дар тӯли садҳо миллион соли равандҳои геологӣ пир шудааст ва фишори боқимондаи дохилӣ ба сифр наздик мешавад. Ҳангоми хунук кардани оҳани рехтагарӣ (бо суръати хунуккунӣ > 50℃/s), фишори дохилӣ то 50-100 мПа ба вуҷуд меояд, ки бояд бо роҳи гармкунии сунъӣ бартараф карда шавад. Агар коркард пурра анҷом дода нашавад, он ҳангоми истифодаи дарозмуддат ба деформатсия дучор мешавад.
2. Сохтори металлии "бисёркамбуд"-и оҳани рехтагарӣ
Оҳани рехтагарӣ хӯлаи оҳан-карбон аст ва дорои камбудиҳо ба монанди графити пора-пора, сӯрохиҳо ва сӯрохии хурдшавӣ дар дохили он мебошад.
Матритсаи пораҳои графит: Графити пораҳо ба "микрошокҳо"-и дохилӣ баробар аст, ки дар натиҷа майдони воқеии борбардории оҳани рехтагарӣ 30%-50% кам мешавад. Гарчанде ки қувваи фишурдашавӣ баланд аст, қувваи хамшавӣ паст аст (танҳо 1/5-1/10 қувваи фишурдашавӣ) ва он аз сабаби консентратсияи фишори маҳаллӣ ба кафидан моил аст.
Зичии баланд, вале тақсимоти нобаробари масса: Оҳани рехтагарӣ аз 2% то 4% карбон дорад. Ҳангоми рехтагарӣ, ҷудошавии унсурҳои карбон метавонад боиси ноустувории зичии ±3% гардад, дар ҳоле ки гранит яксонии тақсимоти минералиро зиёда аз 95% дорад, ки устувории сохторро таъмин мекунад.
Дуюм, бартарии дақиқии зичии паст: ду маротиба саркӯб кардани гармӣ ва ларзиш
«Афзалияти хоси» назорати деформатсияи гармӣ
Коэффитсиенти васеъшавии гармӣ хеле фарқ мекунад: гранит 0.6-5×10⁻⁶/℃, дар ҳоле ки оҳани рехтагарӣ 10-12×10⁻⁶/℃ аст. Барои мисол, таҳкурсии 10-метраро гиред. Вақте ки ҳарорат 10℃ тағйир меёбад:
Васеъшавӣ ва кашишхӯрии гранит: 0.06-0.5 мм
Васеъшавӣ ва кашишхӯрии оҳани рехтагарӣ: 1-1.2 мм
Ин фарқият гранитро дар муҳити дақиқи ҳарорат назоратшаванда (масалан, ±0,5℃ дар коргоҳи нимноқилҳо) қариб "деформатсияи сифрӣ" мегардонад, дар ҳоле ки оҳани рехтагарӣ ба системаи иловагии ҷуброни гармӣ ниёз дорад.
Тафовути гузариши гармӣ: Гузариши гармии гранит 2-3 Вт/(м · К) аст, ки танҳо 1/20-1/30 нисбат ба оҳани рехтагарӣ (50-80 Вт/(м · К)) аст. Дар ҳолатҳои гармкунии таҷҳизот (масалан, вақте ки ҳарорати муҳаррик ба 60°C мерасад), градиенти ҳарорати сатҳи гранит аз 0,5°C/м камтар аст, дар ҳоле ки оҳани рехтагарӣ метавонад ба 5-8°C/м расад, ки боиси васеъшавии нобаробари маҳаллӣ мегардад ва ба ростии рели роҳнамо таъсир мерасонад.
2. Таъсири "табиии хомӯшкунӣ"-и пахшкунии ларзиш
Механизми парокандашавии энергияи дохилии сарҳади дона: Микрошикастагиҳо ва лағжиши сарҳади дона байни кристаллҳои гранит метавонанд энергияи ларзишро бо таносуби хомӯшкунӣ 0,3-0,5 зуд пароканда кунанд (дар ҳоле ки барои оҳани рехтагарӣ он танҳо 0,05-0,1 аст). Таҷриба нишон медиҳад, ки дар ларзиши 100 Гц:
Барои пӯсидани амплитудаи гранит то 10% 0,1 сония лозим аст.
Оҳани рехтагарӣ 0.8 сония вақт мегирад
Ин фарқият ба гранит имкон медиҳад, ки дар таҷҳизоти ҳаракаткунандаи баландсуръат (масалан, сканкунии сари рӯйпӯш бо суръати 2 м/с) фавран устувор шавад ва аз нуқсони "аломатҳои ларзиш" пешгирӣ кунад.
Таъсири баръакси массаи инерсиалӣ: Зичии паст маънои онро дорад, ки масса дар ҳамон ҳаҷм хурдтар аст ва қувваи инерсиалӣ (F=ma) ва импулси (p=mv)-и қисми ҳаракаткунанда камтар аст. Масалан, вақте ки чаҳорчӯбаи гантрии гранитии 10-метра (бо вазни 12 тонна) дар муқоиса бо чаҳорчӯбаи оҳанин (20 тонна) то 1,5G суръат мегирад, талаботи қувваи ҳаракатдиҳанда 40% кам мешавад, таъсири оғоз-қатъ кам мешавад ва дақиқии мавқеъгирӣ боз ҳам беҳтар мешавад.
III. Пешрафт дар дақиқии "вобаста ба зичӣ"-и технологияи коркард
1. Мутобиқшавӣ ба коркарди ултра-дақиқ
Назорати "сатҳи булӯрӣ"-и суфтакунӣ ва сайқалдиҳӣ: Гарчанде ки сахтии гранит (6-7 дар миқёси Моҳс) аз сахтии оҳани рехтагарӣ (4-5 дар миқёси Моҳс) баландтар аст, сохтори минералии он якхела аст ва онро тавассути сайқалдиҳии абразивии алмосӣ + сайқалдиҳии магнитореологӣ (ғафсии сайқалдиҳии ягона < 10 нм) атомӣ тоза кардан мумкин аст ва ноҳамвории сатҳи Ra метавонад ба 0,02 мкм (сатҳи оина) расад. Аммо, аз сабаби мавҷудияти зарраҳои нарми графит дар оҳани рехтагарӣ, "эффекти пуфлоу" ҳангоми суфтакунӣ ба вуҷуд меояд ва ноҳамвории сатҳи он аз Ra 0,8 мкм пасттар будан душвор аст.
Бартарии "пастшиддат"-и коркарди CNC: Ҳангоми коркарди гранит, қувваи буриш танҳо 1/3 қувваи оҳани рехтагарӣ аст (аз сабаби зичии паст ва модули хурди эластикӣ), ки имкон медиҳад суръати гардиши баландтар (100,000 гардиш дар як дақиқа) ва суръати ғизодиҳӣ (5000 мм/дақ) ба даст оварда шавад, фарсудашавии асбобҳоро кам кунад ва самаранокии коркардро беҳтар созад. Як ҳолати муайяни коркарди панҷмеҳварӣ нишон медиҳад, ки вақти коркарди чуқурчаҳои роҳи оҳани роҳнамои гранитӣ 25% нисбат ба вақти оҳани рехтагарӣ кӯтоҳтар аст, дар ҳоле ки дақиқӣ то ±2μm беҳтар карда мешавад.
2. Тафовутҳо дар "таъсири ҷамъшаванда"-и хатогиҳои васлкунӣ
Реаксияи занҷирии кам кардани вазни ҷузъҳо: Ҷузъҳо ба монанди муҳаррикҳо ва рельсҳои роҳнамо, ки бо пойгоҳҳои зичии паст ҷуфт карда шудаанд, метавонанд ҳамзамон сабук карда шаванд. Масалан, вақте ки қудрати муҳаррики хаттӣ 30% кам мешавад, тавлиди гармӣ ва ларзиши он низ мутаносибан коҳиш меёбад ва давраи мусбати "беҳтар шудани дақиқӣ - кам шудани истеъмоли энергия"-ро ташкил медиҳад.
Нигоҳдории дақиқи дарозмуддат: Муқовимати зангзании гранит 15 маротиба нисбат ба оҳани рехтагарӣ зиёдтар аст (кварц ба эрозияи кислота ва ишқор тобовар аст). Дар муҳити тумани нимноқилӣ, тағирёбии ноҳамвории сатҳ пас аз 10 соли истифода камтар аз 0,02 мкм аст, дар ҳоле ки оҳани рехтагарӣ бояд ҳар сол майда карда шавад ва таъмир карда шавад, ки хатои ҷамъшаванда ±20 мкм аст.
IV. Далелҳои саноатӣ: Беҳтарин мисоли зичии паст ≠ Самаранокии паст
Таҷҳизоти санҷиши нимноқилҳо
Маълумоти муқоисавии платформаи санҷиши вафли муайян:
2. Асбобҳои оптикии дақиқ
Қавси детектори инфрасурхи телескопи Ҷеймс Уэбби NASA аз гранит сохта шудааст. Маҳз бо истифода аз зичии пасти он (кам кардани сарбории моҳвораӣ) ва васеъшавии пасти гармӣ (дар ҳарорати хеле пасти -270℃ устувор), дақиқии танзими оптикии сатҳи нано таъмин карда мешавад ва хатари шикастани оҳани рехтагарӣ дар ҳарорати паст аз байн меравад.
Хулоса: Навоварии "муқобили ақли солим" дар илми маводшиносӣ
Бартарии дақиқии пойгоҳҳои гранитӣ асосан дар пирӯзии мантиқи моддӣ аз "якхелагии сохторӣ > зичӣ, устувории зарбаи гармӣ > сахтии оддӣ" аст. Зичии пасти он на танҳо ба нуқтаи заъф табдил наёфтааст, балки он инчунин тавассути чораҳо ба монанди кам кардани инерсия, беҳсозии назорати гармӣ ва мутобиқшавӣ ба коркарди ултра-дақиқӣ дар дақиқӣ ба як ҷаҳиш ноил шудааст. Ин падида қонуни асосии истеҳсоли дақиқро ошкор мекунад: хосиятҳои мавод тавозуни ҳамаҷонибаи параметрҳои бисёрченака мебошанд, на ҷамъшавии оддии нишондиҳандаҳои ягона. Бо рушди нанотехнология ва истеҳсоли сабз, маводҳои гранитии зичии паст ва баландсифат дарки саноатии "вазнин" ва "сабук", "сахт" ва "чандир"-ро аз нав муайян мекунанд ва роҳҳои навро барои истеҳсоли баландсифат мекушоянд.
Вақти нашр: 19 майи соли 2025