Ma ke kahua o ka hana ʻana i ka pololei, ʻo ka manaʻo kuhihewa maʻamau "ʻoi aku ka nui o ka density = ʻoi aku ka ikaika o ka rigidity = ʻoi aku ka pololei". ʻO ke kumu granite, me ka density o 2.6-2.8g/cm³ (7.86g/cm³ no ka hao i hoʻolei ʻia), ua hoʻokō i kahi pololei e ʻoi aku ana ma mua o nā micrometer a i ʻole nā nanometer. Ma hope o kēia hanana "counter-intuitive" aia ka synergy hohonu o ka mineralogy, mechanics a me nā ʻano hana. Ke kālailai nei kēia i kāna mau loina ʻepekema mai nā ana nui ʻehā.
1. Density ≠ Rigidity: Ke kuleana koʻikoʻi o ka hoʻonohonoho ʻana o nā mea
ʻO ke ʻano kristal "honeycomb maoli" o ka granite
Ua haku ʻia ʻo Granite me nā kristal mineral e like me ka quartz (SiO₂) a me ka feldspar (KAlSi₃O₈), i hoʻopaʻa pono ʻia e nā pilina ionic/covalent, e hana ana i kahi ʻano like me ka meli e pili ana. Hāʻawi kēia ʻano iā ia me nā ʻano kūikawā:
Ua like ka ikaika compressive me ko ka hao i hoʻolei ʻia: hiki i ka 100-200 mpa (100-250 mpa no ka hao i hoʻolei ʻia hina), akā ʻoi aku ka haʻahaʻa o ka modulus elastic (70-100 gpa vs 160-200 gpa no ka hao i hoʻolei ʻia), ʻo ia hoʻi, ʻaʻole hiki ke hana i ka deformation plastic ma lalo o ka ikaika.
Hoʻokuʻu kūlohelohe ʻia o ke kaumaha kūloko: Ua ʻelemakule ʻo Granite ma luna o nā haneli miliona mau makahiki o nā kaʻina hana honua, a kokoke ke kaumaha koena kūloko i ka ʻole. Ke hoʻomaʻalili ʻia ka hao i hoʻolei ʻia (me ka helu hoʻomaʻalili > 50℃/s), hoʻopuka ʻia ke kaumaha kūloko e like me 50-100 mpa, pono e hoʻopau ʻia e ka annealing artificial. Inā ʻaʻole lawa ka mālama ʻana, hiki ke hoʻololi ʻia i ka wā e hoʻohana lōʻihi ai.
2. ʻO ke ʻano metala "multi-defect" o ka hao i hoʻolei ʻia
He hao-kalapona ka hao i hoʻolei ʻia, a he mau hemahema kona e like me ka graphite flake, nā pores a me ka porosity shrinkage i loko.
ʻO ka matrix fragmentation graphite: Ua like ka graphite flake me nā "microcracks" kūloko, e hopena ana i ka emi ʻana o 30%-50% o ka wahi halihali maoli o ka hao i hoʻolei ʻia. ʻOiai ke kiʻekiʻe o ka ikaika compressive, haʻahaʻa ka ikaika flexural (1/5-1/10 wale nō o ka ikaika compressive), a he maʻalahi ia i ka haki ʻana ma muli o ka nui o ke koʻikoʻi kūloko.
Kiʻekiʻe ka nui akā ʻaʻole like ka hoʻolaha ʻana o ka nuipa: Loaʻa i ka hao i hoʻolei ʻia he 2% a 4% kalapona. I ka wā o ka hoʻolei ʻana, hiki i ka hoʻokaʻawale ʻana o nā mea kalapona ke hana i nā loli o ka nuipa o ±3%, ʻoiai ʻo ka granite he like ka hoʻolaha ʻana o nā minerala ma luna o 95%, e hōʻoiaʻiʻo ana i ke kūpaʻa o ke kūkulu ʻana.
ʻO ka lua, ka pono pololei o ka haʻahaʻa haʻahaʻa: ka hoʻopau pālua ʻana i ka wela a me ka haʻalulu
ʻO ka "pōmaikaʻi kūlohelohe" o ka kaohi deformation thermal
ʻOkoʻa loa ke koina o ka hoʻonui ʻana o ka wela: ʻo ka granite he 0.6-5 × 10⁻⁶ / ℃, ʻoiai ʻo ka hao i hoʻolei ʻia he 10-12 × 10⁻⁶ / ℃. E lawe i ke kumu 10-mika ma ke ʻano he laʻana. Ke loli ka mahana ma 10 ℃:
Ka hoʻonui ʻana a me ka hoʻemi ʻana o ka Granite: 0.06-0.5mm
Hoʻonui a me ka hoʻemi ʻana o ka hao i hoʻolei ʻia: 1-1.2mm
ʻO kēia ʻokoʻa e hoʻolilo ai i ka granite i aneane "zero deformation" i loko o kahi ʻano i kāohi pono ʻia e ka mahana (e like me ± 0.5 ℃ i loko o kahi hale hana semiconductor), ʻoiai ʻo ka hao i hoʻolei ʻia e koi ana i kahi ʻōnaehana uku wela hou aʻe.
ʻOkoʻa ka conductivity wela: ʻO ka conductivity wela o ka granite he 2-3W/(m · K), ʻo ia wale nō 1/20-1/30 o ka hao i hoʻolei ʻia (50-80W/(m · K)). I nā hiʻohiʻona hoʻomehana lako (e like me ka wā e hiki ai ka mahana o ka mīkini i 60 ℃), ʻoi aku ka liʻiliʻi o ka gradient mahana o ka ʻili o ka granite ma mua o 0.5 ℃/m, ʻoiai hiki i ka hao i hoʻolei ʻia ke hiki i 5-8 ℃/m, e hopena ana i ka hoʻonui ʻokoʻa kūloko a hoʻopilikia i ka pololei o ke ala alakaʻi.
2. ʻO ka hopena "damping kūlohelohe" o ka hoʻopau ʻana i ka haʻalulu
ʻO ke ʻano hoʻoheheʻe ikehu palena palaoa kūloko: ʻO nā micro-fractures a me ka paheʻe ʻana o ka palena palaoa ma waena o nā kristal granite hiki ke hoʻoheheʻe koke i ka ikehu haʻalulu, me ka lakio damping o 0.3-0.5 (ʻoiai no ka hao i hoʻolei ʻia he 0.05-0.1 wale nō). Hōʻike ka hoʻokolohua ma ka haʻalulu o 100Hz:
He 0.1 kekona ka lōʻihi o ka palaho ʻana o ka granite i 10%
He 0.8 kekona ka hao i hoʻolei ʻia
ʻO kēia ʻokoʻa e hiki ai i ka granite ke paʻa koke i nā lako neʻe wikiwiki (e like me ke kālai ʻana o 2m/s o ke poʻo uhi), e pale ana i ka hemahema o nā "kaha haʻalulu".
ʻO ka hopena hope o ka nuipa inertial: ʻO ke ʻano o ka haʻahaʻa haʻahaʻa, ʻoi aku ka liʻiliʻi o ka nuipa ma ka leo like, a ʻoi aku ka haʻahaʻa o ka ikaika inertial (F=ma) a me ka momentum (p=mv) o ka ʻāpana e neʻe ana. No ka laʻana, i ka wā e hoʻolalelale ʻia ai kahi kiʻi gantry granite 10-mika (kaumaha he 12 tons) i 1.5G i hoʻohālikelike ʻia me kahi kiʻi hao i hoʻolei ʻia (20 tons), ua hoʻemi ʻia ke koi ikaika hoʻokele e 40%, ua emi ka hopena hoʻomaka-hoʻōki, a ua hoʻomaikaʻi hou ʻia ka pololei o ke kūlana.
Iii. Ka holomua ʻana i ka pololei "kūʻokoʻa-density" o ka ʻenehana hana
1. Hiki ke hoʻololi i ka hana ʻana i ka ultra-precision
Ka mana o ka wili ʻana a me ka hoʻopili ʻana i ka "pae aniani": ʻOiai ʻoi aku ka paʻakikī o ka granite (6-7 ma ka unahi Mohs) ma mua o ka hao i hoʻolei ʻia (4-5 ma ka unahi Mohs), ua like kona ʻano mineral a hiki ke wehe ʻia ma ke ʻano atomika ma o ka diamond abrasive + magnetorheological polishing (mānoanoa hoʻokahi <10nm), a hiki i ka ʻilikai Ra ke hiki i ka 0.02μm (pae aniani). Eia naʻe, ma muli o ke alo o nā ʻāpana palupalu graphite i loko o ka hao i hoʻolei ʻia, ʻo ka "hopena furpough" he mea maʻalahi ke hana i ka wā wili, a he paʻakikī ke emi ka ʻilikai ma mua o Ra 0.8μm.
ʻO ka pono "haʻahaʻa haʻahaʻa" o ka mīkini CNC: I ka wā e hana ai i ka granite, ʻo ka ikaika ʻoki he 1/3 wale nō o ka hao i hoʻolei ʻia (ma muli o kona haʻahaʻa haʻahaʻa a me ka modulus elastic liʻiliʻi), e ʻae ana i nā wikiwiki rotational kiʻekiʻe (100,000 revolutions i kēlā me kēia minuke) a me nā helu hānai (5000mm/min), e hōʻemi ana i ka ʻaʻahu o ka mea hana a hoʻonui i ka pono hana. Hōʻike kekahi hihia mīkini ʻelima-axis he 25% ka pōkole o ka manawa hana o nā grooves alakaʻi granite ma mua o ka hao i hoʻolei ʻia, ʻoiai ua hoʻomaikaʻi ʻia ka pololei i ± 2μm.
2. Nā ʻokoʻa ma ka "hopena hōʻuluʻulu" o nā hewa hōʻuluʻulu
ʻO ke ʻano kaulahao o ke kaumaha o nā ʻāpana i hoʻemi ʻia: Hiki ke hoʻomālamalama ʻia nā ʻāpana e like me nā motika a me nā ala alakaʻi i hui pū ʻia me nā kumu haʻahaʻa haʻahaʻa. No ka laʻana, i ka wā e hoʻemi ʻia ai ka mana o kahi motika linear e 30%, e emi pū ana kāna hana wela a me ka haʻalulu, e hana ana i kahi pōʻaiapuni maikaʻi o ka "hoʻomaikaʻi ʻana i ka pololei - hoʻemi ʻia ka hoʻohana ʻana i ka ikehu".
Paʻa pololei lōʻihi: ʻO ke kūpaʻa ʻana o ka granite i ka palaho he 15 mau manawa o ka hao i hoʻolei ʻia (kūpaʻa ka quartz i ka ʻino waikawa a me ka alkali). I loko o kahi kaiapuni noe waikawa semiconductor, ʻo ka loli o ka ʻili ma hope o 10 mau makahiki o ka hoʻohana ʻana he emi ma mua o 0.02μm, ʻoiai pono e wili ʻia a hoʻoponopono ʻia ka hao i kēlā me kēia makahiki, me ka hewa hōʻuluʻulu o ± 20μm.
Iv. Nā Hōʻike ʻOihana: ʻO ka Laʻana Maikaʻi Loa o ka Density Haʻahaʻa ≠ Hana Haʻahaʻa
Nā lako hoʻāʻo semiconductor
ʻIkepili hoʻohālikelike o kahi kahua nānā wafer:
2. Nā mea hana maka pololei
Hana ʻia ka bracket detector infrared o ka James Webb Telescope a NASA i ka granite. Ma ka hoʻohana pono ʻana i kona density haʻahaʻa (e hoʻemi ana i ka ukana ukali) a me ka hoʻonui wela haʻahaʻa (paʻa i nā mahana haʻahaʻa loa o -270 ℃) e hōʻoia ʻia ai ka pololei o ka hoʻonohonoho optical nano-level, ʻoiai ua hoʻopau ʻia ka pilikia o ka hao i hoʻolei ʻia e lilo i mea palupalu i nā mahana haʻahaʻa.
Hopena: Hana hou "Counter-common noʻonoʻo" i ka ʻepekema mea
ʻO ka pono o ke kiko o nā kumu granite e waiho nui ana i ka lanakila o ka logic mea o ka "ʻano like o ke kūkulu ʻana > ka nui, ka paʻa o ka haʻalulu wela > ka paʻakikī maʻalahi". ʻAʻole wale kona haʻahaʻa haʻahaʻa i lilo i wahi nāwaliwali, akā ua hoʻokō pū ia i kahi lele i ka pololei ma o nā ana e like me ka hōʻemi ʻana i ka inertia, ka hoʻomaikaʻi ʻana i ka kaohi wela, a me ka hoʻololi ʻana i ka hana ultra-precision. Hōʻike kēia hanana i ke kānāwai koʻikoʻi o ka hana pololei: ʻo nā waiwai mea he kaulike piha o nā palena multi-dimensional ma mua o ka hōʻiliʻili maʻalahi o nā hōʻailona hoʻokahi. Me ka hoʻomohala ʻana o ka nanotechnology a me ka hana ʻōmaʻomaʻo, ʻo nā mea granite haʻahaʻa a me ka hana kiʻekiʻe e wehewehe hou ana i ka ʻike ʻoihana o "kaumaha" a me "māmā", "paʻakikī" a me "maʻalahi", e wehe ana i nā ala hou no ka hana kiʻekiʻe.
Ka manawa hoʻouna: Mei-19-2025