ในด้านอุปกรณ์ความแม่นยำทางอุตสาหกรรม หินแกรนิตสีใดมีความเสถียรมากกว่า?

ในด้านอุปกรณ์ความแม่นยำในอุตสาหกรรม ความเสถียรของหินแกรนิตนั้นขึ้นอยู่กับองค์ประกอบแร่ ความหนาแน่นของโครงสร้าง และตัวบ่งชี้ประสิทธิภาพทางกายภาพ (เช่น ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวเนื่องจากความร้อน อัตราการดูดซึมน้ำ และความแข็งแรงในการบีบอัด) มากกว่าสีของหินแกรนิตเอง อย่างไรก็ตาม สีมักจะสะท้อนถึงความแตกต่างในองค์ประกอบแร่และสภาพแวดล้อมการก่อตัวโดยอ้อม ดังนั้น ในการใช้งานจริง หินแกรนิตที่มีสีบางสีจึงได้รับความนิยมมากกว่าเนื่องจากมีประสิทธิภาพโดยรวมที่เหนือกว่า ต่อไปนี้คือการวิเคราะห์เฉพาะ:
I. ความสัมพันธ์ทางอ้อมระหว่างสีและความคงตัว
สีของหินแกรนิตจะถูกกำหนดโดยองค์ประกอบแร่ธาตุ และองค์ประกอบแร่ธาตุจะส่งผลโดยตรงต่อคุณสมบัติทางกายภาพ:

หินแกรนิตสีอ่อน (เช่น สีขาวเทา สีชมพูอ่อน)
องค์ประกอบแร่ : ส่วนใหญ่เป็นควอตซ์และเฟลด์สปาร์ (คิดเป็น 60% ถึง 80%) มีไมกาหรือแอมฟิโบลปริมาณเล็กน้อย
ควอตซ์ (มีความหนาแน่น 2.65 กรัม/ซม.³) และเฟลด์สปาร์ (มีความหนาแน่น 2.5-2.8 กรัม/ซม.³) มีความแข็งสูง มีความเสถียรทางเคมีสูง และมีค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวเนื่องจากความร้อนต่ำ (โดยทั่วไปคือ 5-8×10⁻⁶/℃) และไม่ได้รับผลกระทบจากการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิได้ง่าย

ลักษณะโครงสร้าง: เกิดขึ้นในสภาพแวดล้อมทางธรณีวิทยาที่ค่อนข้างเสถียร (เช่น การเย็นตัวอย่างช้าๆ ในส่วนตื้นของเปลือกโลก) โดยมีอนุภาคผลึกที่สม่ำเสมอ โครงสร้างหนาแน่น มีรูพรุนต่ำ (0.3% - 0.7%) อัตราการดูดซึมน้ำต่ำ (<0.15%) และมีความต้านทานต่อการเสียรูปสูง
การใช้งานทั่วไป: อุปกรณ์การผลิตชิปอิเล็กทรอนิกส์ ฐานเครื่องมือออปติกที่มีความแม่นยำ (เช่น แพลตฟอร์มเครื่องจักรโฟโตลิโทกราฟี) ซึ่งจำเป็นต้องรักษาความแม่นยำของมิติเป็นเวลานาน
หินแกรนิตสีเข้ม (เช่น สีดำ สีเขียวเข้ม)
องค์ประกอบของแร่ธาตุ: อุดมไปด้วยแร่ธาตุเหล็กและแมกนีเซียม (เช่น แอมฟิโบล ไบโอไทต์ ไพรอกซีน) และมีแร่ธาตุโลหะหนักบางส่วน เช่น แมกเนไทต์และอิลเมไนต์
แอมฟิโบล (ความหนาแน่น 3.0-3.4g/cm³) และไบโอไทต์ (ความหนาแน่น 2.7-3.1g/cm³) มีความหนาแน่นค่อนข้างสูง แต่ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวเนื่องจากความร้อนจะสูงกว่าค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวเนื่องจากความร้อนของควอตซ์เล็กน้อย (สูงถึง 8-12×10⁻⁶/℃) และโครงสร้างอาจเปลี่ยนแปลงเล็กน้อยเนื่องมาจากการออกซิเดชันของแร่ธาตุที่มีธาตุเหล็ก
ลักษณะโครงสร้าง: ส่วนใหญ่เกิดขึ้นในสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิสูงและแรงดันสูง (เช่น การเย็นตัวอย่างรวดเร็วของแมกมาชั้นลึก) โดยมีอนุภาคผลึกหยาบและความแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญในความหนาแน่นของโครงสร้าง หินแกรนิตสีเข้มบางชนิด (เช่น Jinan Green) มีโครงสร้างที่สม่ำเสมอและเสถียรกว่าเนื่องจากกิจกรรมของแมกมาที่รุนแรงและการปลดปล่อยความเครียดภายในอย่างเต็มที่
การใช้งานทั่วไป: ฐานเครื่องมือเครื่องจักรงานหนัก เครื่องวัดพิกัดขนาดใหญ่ (CMM) ที่ต้องทนต่อน้ำหนักมากและทนต่อแรงกระแทก
Ii. ตัวชี้วัดหลักของเสถียรภาพในสถานการณ์อุตสาหกรรม
ไม่ว่าสีจะเป็นสีใด ข้อกำหนดหลักสำหรับหินแกรนิตในอุปกรณ์ความแม่นยำในอุตสาหกรรมมีดังนี้:

ความเสถียรทางความร้อน
ให้ความสำคัญกับการเลือกพันธุ์ที่มีค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวเนื่องจากความร้อนต่ำ (<8×10⁻⁶/℃) เพื่อหลีกเลี่ยงความคลาดเคลื่อนของความแม่นยำของอุปกรณ์ที่เกิดจากความผันผวนของอุณหภูมิ หินแกรนิตสีอ่อน (เช่น สีงาขาว) มีเสถียรภาพทางความร้อนที่ดีกว่าเนื่องจากมีปริมาณควอตซ์สูง
ความแน่นของโครงสร้าง
หินแกรนิตที่มีรูพรุนน้อยกว่า 0.5% และอัตราการดูดซึมน้ำน้อยกว่า 0.1% ไม่ดูดซับความชื้นหรือสิ่งสกปรกได้ง่าย และไม่น่าจะเสียรูปเมื่อใช้งานเป็นเวลานาน ทั้งหินแกรนิตสีเข้ม Jinan Green (มีรูพรุน 0.3%) และหินแกรนิตสีอ่อน Shanxi Black (มีรูพรุน 0.2%) ล้วนตอบสนองความต้องการความหนาแน่นสูง
ความแข็งแรงทางกล
ความแข็งแรงในการบีบอัดมากกว่า 150MPa และความแข็งแรงในการดัดมากกว่า 12MPa ช่วยให้มั่นใจได้ว่าอุปกรณ์ที่มีความแม่นยำจะมีเสถียรภาพในระยะยาว หินแกรนิตสีเข้ม (เช่น หินแกรนิตสีดำอินเดีย) มักมีความแข็งแรงเชิงกลสูงกว่าเนื่องจากมีแร่เหล็กและแมกนีเซียมอยู่ด้วย และเหมาะสำหรับการใช้งานหนัก
ทนทานต่อการกัดกร่อนของสารเคมี
ควอตซ์และเฟลด์สปาร์มีความทนทานต่อการกัดกร่อนของกรดและด่างได้ดี ดังนั้น หินแกรนิตสีอ่อน (เช่น สีเทางา) จึงเหมาะกับสภาพแวดล้อมที่กัดกร่อนในอุตสาหกรรมเคมีและเซมิคอนดักเตอร์มากกว่า
III. ทางเลือกกระแสหลักและกรณีศึกษาในภาคอุตสาหกรรม
หินแกรนิตสีอ่อน: ทางเลือกที่ดีสำหรับสถานการณ์ความแม่นยำสูง
พันธุ์ตัวแทน:
งาขาว: ผลิตในมณฑลฝูเจี้ยน มีสีเทาอ่อน มีส่วนผสมของควอตซ์มากกว่า 70% ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวเนื่องจากความร้อนคือ 6×10⁻⁶/℃ ใช้ในแท่นเครื่องจักรลิโธกราฟีเซมิคอนดักเตอร์และอุปกรณ์ตรวจสอบการบินและอวกาศ
สีเขียวจี่หนาน: สีเทาเข้ม โครงสร้างสม่ำเสมอ มีความแข็งแรงอัด 240MPa มักใช้เป็นฐานของเครื่องวัดพิกัด (CMM)
ข้อดี: ความสม่ำเสมอของสีที่ดี ช่วยให้การปรับเทียบเส้นทางแสงของอุปกรณ์ออปติกเป็นไปได้สะดวก มีการเสียรูปเนื่องจากความร้อนเพียงเล็กน้อย และเหมาะกับความต้องการความแม่นยำระดับนาโนเมตร
หินแกรนิตสีเข้ม: เหมาะกับการใช้งานหนักและทนต่อแรงกระแทก
พันธุ์ตัวแทน:
กาแล็กซี่สีดำ: มีสีดำ ประกอบด้วยอิลเมไนต์ มีความหนาแน่น 3.05 กรัม/ซม.³ และมีความแข็งแรงอัด 280 เมกะปาสกาล ใช้ในรางนำเครื่องมือเครื่องจักรงานหนักและอุปกรณ์การผลิตยานยนต์
สีดำมองโกเลีย: สีเขียวเข้ม ส่วนใหญ่เป็นสีแอมฟิโบล ทนทานต่อแรงกระแทกได้ดี ใช้เป็นฐานของอุปกรณ์ขุด
ข้อดี: ความหนาแน่นสูง ความแข็งแกร่งทนทาน สามารถดูดซับแรงสั่นสะเทือนทางกลได้ เหมาะสำหรับสภาพแวดล้อมอุตสาหกรรมที่มีภาระงานสูง
สี่. สรุป: สีไม่ใช่ปัจจัยสำคัญ ประสิทธิภาพคือหัวใจสำคัญ
สี ≠ ความคงตัว: หินแกรนิตทั้งสีอ่อนและสีเข้มมีความทนทานสูง ปัจจัยสำคัญอยู่ที่ความบริสุทธิ์ของแร่ ความสม่ำเสมอของโครงสร้าง และตัวบ่งชี้ทางกายภาพ
หลักการปรับฉาก:
อุปกรณ์ออปติคอล/อิเล็กทรอนิกส์ความแม่นยำ: เลือกพันธุ์สีอ่อนที่มีปริมาณควอตซ์สูง (เช่น สีงาขาว) เน้นความเสถียรทางความร้อนและความแม่นยำของพื้นผิว
เครื่องจักรกลหนัก/เครื่องมือกลอุตสาหกรรม: เลือกแร่แมกนีเซียมที่มีสีเข้มและมีปริมาณธาตุเหล็กสูง (เช่น สีน้ำเงินจี่หนาน) เพื่อเน้นความแข็งแรงทางกลและทนต่อแรงกระแทก
คำแนะนำในการซื้อ: ตรวจสอบพารามิเตอร์ เช่น ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวเนื่องจากความร้อน อัตราการดูดซึมน้ำ และความแข็งแรงของแรงอัดผ่านรายงานการทดสอบ (เช่น GB/T 18601-2020 "แผ่นหินแกรนิตธรรมชาติสำหรับอาคาร") แทนที่จะตัดสินโดยดูจากสีเพียงอย่างเดียว

สรุปแล้ว ในภาคอุตสาหกรรม การเลือกใช้หินแกรนิตจะเน้นที่ประสิทธิภาพเป็นหลัก และควรเสริมด้วยสีสันด้วย ควรมีการประเมินอย่างครอบคลุมควบคู่ไปกับข้อกำหนดเฉพาะของอุปกรณ์และสภาพแวดล้อมการใช้งาน