ในด้านอุปกรณ์ความแม่นยำในอุตสาหกรรม หินแกรนิตสีใดมีเสถียรภาพมากกว่า?

ในด้านอุปกรณ์ความแม่นยำทางอุตสาหกรรม เสถียรภาพของหินแกรนิตส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับองค์ประกอบแร่ ความหนาแน่นของโครงสร้าง และตัวบ่งชี้ประสิทธิภาพทางกายภาพ (เช่น ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อน อัตราการดูดซึมน้ำ และความแข็งแรงอัด) มากกว่าสีของหินแกรนิตเอง อย่างไรก็ตาม สีมักสะท้อนถึงความแตกต่างทางอ้อมขององค์ประกอบแร่และสภาพแวดล้อมการก่อตัว ดังนั้น ในการใช้งานจริง หินแกรนิตบางสีจึงได้รับความนิยมมากกว่าเนื่องจากมีประสิทธิภาพที่ครอบคลุมเหนือกว่า การวิเคราะห์เฉพาะมีดังนี้:
I. ความสัมพันธ์ทางอ้อมระหว่างสีและความเสถียร
สีของหินแกรนิตจะถูกกำหนดโดยองค์ประกอบแร่ธาตุ และองค์ประกอบแร่ธาตุจะส่งผลโดยตรงต่อคุณสมบัติทางกายภาพของหินแกรนิต:

หินแกรนิตสีอ่อน (เช่น สีขาวอมเทา สีชมพูอ่อน)
องค์ประกอบแร่: ส่วนใหญ่เป็นควอตซ์และเฟลด์สปาร์ (คิดเป็น 60% ถึง 80%) มีไมกาหรือแอมฟิโบลปริมาณเล็กน้อย
ควอตซ์ (มีความหนาแน่น 2.65 กรัม/ลูกบาศก์เซนติเมตร) และเฟลด์สปาร์ (มีความหนาแน่น 2.5-2.8 กรัม/ลูกบาศก์เซนติเมตร) มีความแข็งสูง มีความเสถียรทางเคมีสูง และมีค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวเนื่องจากความร้อนต่ำ (โดยทั่วไปอยู่ที่ 5-8×10⁻⁶/℃) และไม่ได้รับผลกระทบจากการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิได้ง่าย

ลักษณะโครงสร้าง: เกิดขึ้นในสภาพแวดล้อมทางธรณีวิทยาที่ค่อนข้างเสถียร (เช่น การเย็นตัวอย่างช้าๆ ในส่วนตื้นของเปลือกโลก) โดยมีอนุภาคผลึกที่สม่ำเสมอ โครงสร้างหนาแน่น มีรูพรุนต่ำ (0.3% - 0.7%) อัตราการดูดซึมน้ำต่ำ (<0.15%) และมีความต้านทานต่อการเสียรูปสูง
การใช้งานทั่วไป: อุปกรณ์การผลิตชิปอิเล็กทรอนิกส์ ฐานเครื่องมือออปติกที่มีความแม่นยำ (เช่น แพลตฟอร์มเครื่องจักรการพิมพ์หินด้วยแสง) ซึ่งจำเป็นต้องรักษาความแม่นยำของมิติเป็นเวลานาน
หินแกรนิตสีเข้ม (เช่น สีดำ สีเขียวเข้ม)
องค์ประกอบแร่ธาตุ: อุดมไปด้วยแร่ธาตุเหล็กและแมกนีเซียม (เช่น แอมฟิโบล ไบโอไทต์ ไพรอกซีน) และมีแร่ธาตุโลหะหนักบางส่วน เช่น แมกนีไทต์และอิลเมไนต์
แอมฟิโบล (ความหนาแน่น 3.0-3.4g/cm³) และไบโอไทต์ (ความหนาแน่น 2.7-3.1g/cm³) มีความหนาแน่นค่อนข้างสูง แต่ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวเนื่องจากความร้อนจะสูงกว่าค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวเนื่องจากความร้อนของควอตซ์เล็กน้อย (สูงสุด 8-12×10⁻⁶/℃) และโครงสร้างอาจเปลี่ยนแปลงเล็กน้อยเนื่องมาจากการออกซิเดชันของแร่ธาตุที่มีธาตุเหล็ก
ลักษณะโครงสร้าง: ส่วนใหญ่เกิดขึ้นในสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิสูงและแรงดันสูง (เช่น การเย็นตัวอย่างรวดเร็วของแมกมาชั้นลึก) โดยมีอนุภาคผลึกหยาบและความหนาแน่นของโครงสร้างแตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญ หินแกรนิตสีเข้มบางชนิด (เช่น จี่หนานกรีน) มีโครงสร้างที่สม่ำเสมอและมีเสถียรภาพมากกว่าเนื่องจากกิจกรรมของแมกมาที่รุนแรงและการปลดปล่อยแรงเค้นภายในอย่างเต็มที่
การใช้งานทั่วไป: ฐานเครื่องมือเครื่องจักรงานหนัก เครื่องวัดพิกัดขนาดใหญ่ (CMM) ที่ต้องทนต่อน้ำหนักมากและทนต่อแรงกระแทก
II. ตัวชี้วัดหลักของเสถียรภาพในสถานการณ์อุตสาหกรรม
ไม่ว่าสีจะเป็นสีใด ข้อกำหนดหลักสำหรับหินแกรนิตในอุปกรณ์ความแม่นยำในอุตสาหกรรมมีดังนี้:

เสถียรภาพทางความร้อน
ให้ความสำคัญกับการเลือกพันธุ์ที่มีค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนต่ำ (<8×10⁻⁶/℃) เพื่อหลีกเลี่ยงความคลาดเคลื่อนของความแม่นยำของอุปกรณ์ที่เกิดจากความผันผวนของอุณหภูมิ หินแกรนิตสีอ่อน (เช่น สีงาขาว) มีเสถียรภาพทางความร้อนที่ดีกว่าเนื่องจากมีปริมาณควอตซ์สูง
ความกะทัดรัดของโครงสร้าง
หินแกรนิตที่มีรูพรุนน้อยกว่า 0.5% และอัตราการดูดซึมน้ำน้อยกว่า 0.1% มักไม่ดูดซับความชื้นหรือสิ่งเจือปน และมีแนวโน้มการเสียรูปเมื่อใช้งานในระยะยาว ทั้งหินแกรนิตสีเข้ม Jinan Green (มีรูพรุน 0.3%) และหินแกรนิตสี Shanxi Black (มีรูพรุน 0.2%) ล้วนตรงตามข้อกำหนดด้านความหนาแน่นสูง
ความแข็งแรงเชิงกล
มีความแข็งแรงอัดมากกว่า 150 เมกะปาสคาล และความแข็งแรงดัดมากกว่า 12 เมกะปาสคาล ช่วยให้มั่นใจได้ถึงเสถียรภาพในระยะยาวของอุปกรณ์ที่มีความแม่นยำในการบรรทุก หินแกรนิตสีเข้ม (เช่น หินแกรนิตดำอินเดีย) มักมีความแข็งแรงเชิงกลสูงกว่าเนื่องจากมีแร่ธาตุเหล็กและแมกนีเซียม และเหมาะสำหรับการใช้งานหนัก
ความต้านทานการกัดกร่อนทางเคมี
ควอตซ์และเฟลด์สปาร์มีความทนทานต่อการกัดกร่อนของกรดและด่างสูง ดังนั้น หินแกรนิตสีอ่อน (เช่น สีเทางา) จึงเหมาะสมกว่าสำหรับสภาพแวดล้อมที่กัดกร่อนในอุตสาหกรรมเคมีและเซมิคอนดักเตอร์
III. ทางเลือกหลักและกรณีศึกษาในภาคอุตสาหกรรม
หินแกรนิตสีอ่อน: ตัวเลือกที่ต้องการสำหรับสถานการณ์ที่มีความแม่นยำสูง
พันธุ์ตัวแทน:
เซซามีไวท์: ผลิตในมณฑลฝูเจี้ยน มีสีเทาอ่อน มีส่วนผสมของควอตซ์มากกว่า 70% ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนอยู่ที่ 6×10⁻⁶/℃ ใช้ในแท่นเครื่องลิโธกราฟีเซมิคอนดักเตอร์และอุปกรณ์ตรวจสอบการบินและอวกาศ
สีเขียวจี่หนาน: สีเทาเข้ม โครงสร้างสม่ำเสมอ ทนแรงอัด 240MPa มักใช้เป็นฐานของเครื่องวัดพิกัด (CMM)
ข้อดี: ความสม่ำเสมอของสีที่ดี ช่วยให้การสอบเทียบเส้นทางแสงของอุปกรณ์ออปติกสะดวกขึ้น มีการเสียรูปเนื่องจากความร้อนเพียงเล็กน้อย และเหมาะกับความต้องการความแม่นยำระดับนาโนเมตร
หินแกรนิตสีเข้ม: เหมาะกับการใช้งานหนักและทนต่อแรงกระแทก
พันธุ์ตัวแทน:
กาแล็กซีสีดำ: มีสีดำ ประกอบด้วยอิลเมไนต์ มีความหนาแน่น 3.05 กรัม/ลูกบาศก์เซนติเมตร และมีกำลังอัด 280 เมกะปาสคาล ใช้ในรางนำเครื่องมือกลสำหรับงานหนักและอุปกรณ์การผลิตยานยนต์
สีดำมองโกเลีย: สีเขียวเข้ม ส่วนใหญ่เป็นสีแอมฟิโบล ทนทานต่อแรงกระแทกได้ดี ใช้เป็นฐานของอุปกรณ์ขุด
ข้อดี: มีความหนาแน่นสูง ความแข็งแกร่งสูง สามารถรองรับแรงสั่นสะเทือนทางกลได้ เหมาะสำหรับสภาพแวดล้อมทางอุตสาหกรรมที่มีภาระงานสูง
สี่. สรุป: สีไม่ใช่ปัจจัยกำหนด ประสิทธิภาพคือแกนหลัก
สี ≠ ความคงตัว: หินแกรนิตทั้งสีอ่อนและสีเข้มมีความเสถียรสูง ปัจจัยสำคัญอยู่ที่ความบริสุทธิ์ของแร่ ความสม่ำเสมอของโครงสร้าง และคุณสมบัติทางกายภาพ
หลักการปรับฉาก:
อุปกรณ์ออปติก/อิเล็กทรอนิกส์ความแม่นยำ: เลือกพันธุ์ที่มีสีอ่อนซึ่งมีปริมาณควอตซ์สูง (เช่น สีขาวงา) โดยเน้นที่ความเสถียรทางความร้อนและความแม่นยำของพื้นผิว
เครื่องจักรกลหนัก/เครื่องมือกลอุตสาหกรรม: เลือกแร่แมกนีเซียมที่มีสีเข้มและมีธาตุเหล็กสูง (เช่น สีน้ำเงินจี่หนาน) ซึ่งเน้นที่ความแข็งแรงเชิงกลและทนต่อแรงกระแทก
ข้อเสนอแนะในการซื้อ: ตรวจสอบพารามิเตอร์ต่างๆ เช่น ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวเนื่องจากความร้อน อัตราการดูดซึมน้ำ และความแข็งแรงของแรงอัดผ่านรายงานการทดสอบ (เช่น GB/T 18601-2020 "แผ่นหินแกรนิตธรรมชาติสำหรับอาคาร") แทนที่จะตัดสินจากสีเพียงอย่างเดียว

สรุปได้ว่า ในภาคอุตสาหกรรม การเลือกหินแกรนิตจะให้ความสำคัญกับประสิทธิภาพเป็นหลัก และควรเสริมด้วยสีสัน ควรมีการประเมินอย่างครอบคลุมควบคู่ไปกับข้อกำหนดเฉพาะของอุปกรณ์และสภาพแวดล้อมการใช้งาน