ຄວາມລຶກລັບຂອງຄວາມແມ່ນຍໍາພາຍໃຕ້ຄວາມໜາແໜ້ນ ຄວາມແຕກຕ່າງລະຫວ່າງພື້ນຖານຫີນແກຣນິດ ແລະ ພື້ນຖານເຫຼັກຫລໍ່: ເຫດຜົນທີ່ປີ້ນກັບກັນຂອງວິທະຍາສາດວັດສະດຸ.

ໃນຂົງເຂດການຜະລິດທີ່ມີຄວາມແມ່ນຍໍາສູງ, ຄວາມເຂົ້າໃຈຜິດທົ່ວໄປແມ່ນວ່າ "ຄວາມໜາແໜ້ນສູງ = ຄວາມແຂງແກ່ນທີ່ແຂງແຮງກວ່າ = ຄວາມແມ່ນຍໍາສູງ". ພື້ນຖານຫີນແກຣນິດ, ທີ່ມີຄວາມໜາແໜ້ນ 2.6-2.8 ກຣາມ/ຊມ³ (7.86 ກຣາມ/ຊມ³ ສຳລັບເຫຼັກຫລໍ່), ໄດ້ບັນລຸຄວາມແມ່ນຍໍາທີ່ເກີນກວ່າໄມໂຄຣແມັດ ຫຼື ແມ່ນແຕ່ນາໂນແມັດ. ຢູ່ເບື້ອງຫຼັງປະກົດການ "ຕ້ານກັບສະຕິປັນຍາ" ນີ້ແມ່ນການຮ່ວມມືກັນຢ່າງເລິກເຊິ່ງຂອງແຮ່ທາດວິທະຍາ, ກົນຈັກ ແລະ ເຕັກນິກການປຸງແຕ່ງ. ຕໍ່ໄປນີ້ແມ່ນການວິເຄາະຫຼັກການທາງວິທະຍາສາດຂອງມັນຈາກສີ່ມິຕິຫຼັກ.
1. ຄວາມໜາແໜ້ນ ≠ ຄວາມແຂງກະດ້າງ: ບົດບາດຕັດສິນຂອງໂຄງສ້າງວັດສະດຸ
ໂຄງສ້າງຜລຶກ "ຮັງເຜິ້ງທຳມະຊາດ" ຂອງຫີນແກຣນິດ
ຫີນແກຣນິດປະກອບດ້ວຍຜລຶກແຮ່ທາດເຊັ່ນ: ຫີນຄວດສ໌ (SiO₂) ແລະ ຫີນເຟລດສະປາ (KAlSi₃O₈), ເຊິ່ງຖືກຜູກມັດຢ່າງໃກ້ຊິດດ້ວຍພັນທະໄອອອນ/ໂຄວາເລນ, ປະກອບເປັນໂຄງສ້າງຄ້າຍຄືຮັງເຜິ້ງທີ່ເຊື່ອມຕໍ່ກັນ. ໂຄງສ້າງນີ້ໃຫ້ຄຸນລັກສະນະທີ່ເປັນເອກະລັກສະເພາະແກ່ມັນຄື:

ຄວາມແຮງບີບອັດແມ່ນທຽບເທົ່າກັບເຫຼັກຫລໍ່: ສູງເຖິງ 100-200 mpa (100-250 mpa ສຳລັບເຫຼັກຫລໍ່ສີເທົາ), ແຕ່ໂມດູນຄວາມຍືດຫຍຸ່ນແມ່ນຕໍ່າກວ່າ (70-100 gpa ທຽບກັບ 160-200 gpa ສຳລັບເຫຼັກຫລໍ່), ຊຶ່ງໝາຍຄວາມວ່າມັນມີໂອກາດໜ້ອຍທີ່ຈະເກີດການຜິດຮູບແບບພາດສະຕິກພາຍໃຕ້ແຮງ.
ການປ່ອຍຄວາມກົດດັນພາຍໃນຕາມທຳມະຊາດ: ຫີນແກຣນິດໄດ້ຜ່ານຂະບວນການທາງທໍລະນີວິທະຍາຫຼາຍຮ້ອຍລ້ານປີ, ແລະຄວາມກົດດັນທີ່ເຫຼືອພາຍໃນໃກ້ສູນ. ເມື່ອເຫຼັກຫລໍ່ຖືກເຮັດໃຫ້ເຢັນລົງ (ດ້ວຍອັດຕາການເຮັດໃຫ້ເຢັນ > 50 ℃/s), ຄວາມກົດດັນພາຍໃນຈະຖືກສ້າງຂຶ້ນສູງເຖິງ 50-100 mpa, ເຊິ່ງຈຳເປັນຕ້ອງໄດ້ກຳຈັດອອກໂດຍການອົບແຫ້ງທຽມ. ຖ້າການປິ່ນປົວບໍ່ລະອຽດ, ມັນມັກຈະຜິດຮູບໃນລະຫວ່າງການນຳໃຊ້ໃນໄລຍະຍາວ.
2. ໂຄງສ້າງໂລຫະ "ຫຼາຍຂໍ້ບົກຜ່ອງ" ຂອງເຫຼັກຫລໍ່
ເຫຼັກຫລໍ່ແມ່ນໂລຫະປະສົມເຫຼັກ-ຄາບອນ, ແລະມັນມີຂໍ້ບົກຜ່ອງເຊັ່ນ: ແກຣໄຟທ໌ເກັດ, ຮູຂຸມຂົນ ແລະ ຮູຂຸມຂົນຫົດຕົວຢູ່ພາຍໃນ.

ເມທຣິກການແຕກຫັກຂອງກຣາໄຟທ໌: ເກັດກຣາໄຟທ໌ແມ່ນເທົ່າກັບ "ຮອຍແຕກຂະໜາດນ້ອຍ" ພາຍໃນ, ເຊິ່ງເຮັດໃຫ້ພື້ນທີ່ຮັບນ້ຳໜັກຕົວຈິງຂອງເຫຼັກຫຼໍ່ຫຼຸດລົງ 30%-50%. ເຖິງແມ່ນວ່າຄວາມແຮງອັດຈະສູງ, ແຕ່ຄວາມແຮງບິດແມ່ນຕໍ່າ (ພຽງແຕ່ 1/5-1/10 ຂອງຄວາມແຮງອັດ), ແລະມັນມັກຈະແຕກຍ້ອນຄວາມເຂັ້ມຂຸ້ນຂອງຄວາມກົດດັນໃນທ້ອງຖິ່ນ.
ຄວາມໜາແໜ້ນສູງແຕ່ການແຈກຢາຍມວນສານບໍ່ສະເໝີພາບ: ເຫຼັກຫລໍ່ມີຄາບອນ 2% ຫາ 4%. ໃນລະຫວ່າງການຫລໍ່, ການແຍກຕົວຂອງອົງປະກອບຄາບອນສາມາດເຮັດໃຫ້ຄວາມໜາແໜ້ນປ່ຽນແປງ ±3%, ໃນຂະນະທີ່ຫີນແກຣນິດມີຄວາມສະໝໍ່າສະເໝີໃນການແຈກຢາຍແຮ່ທາດຫຼາຍກວ່າ 95%, ຮັບປະກັນຄວາມໝັ້ນຄົງຂອງໂຄງສ້າງ.
ອັນທີສອງ, ຂໍ້ໄດ້ປຽບດ້ານຄວາມແມ່ນຍໍາຂອງຄວາມໜາແໜ້ນຕໍ່າ: ການສະກັດກັ້ນຄວາມຮ້ອນແລະການສັ່ນສະເທືອນສອງເທົ່າ
"ຂໍ້ໄດ້ປຽບໂດຍທຳມະຊາດ" ຂອງການຄວບຄຸມການຜິດຮູບດ້ວຍຄວາມຮ້ອນ
ສຳປະສິດການຂະຫຍາຍຕົວທາງຄວາມຮ້ອນແຕກຕ່າງກັນຢ່າງຫຼວງຫຼາຍ: ຫີນແກຣນິດແມ່ນ 0.6-5 × 10⁻⁶/℃, ໃນຂະນະທີ່ເຫຼັກຫລໍ່ແມ່ນ 10-12 × 10⁻⁶/℃. ຍົກຕົວຢ່າງພື້ນຖານ 10 ແມັດ. ເມື່ອອຸນຫະພູມປ່ຽນແປງ 10℃:
ການຂະຫຍາຍຕົວ ແລະ ການຫົດຕົວຂອງຫີນແກຣນິດ: 0.06-0.5 ມມ
ການຂະຫຍາຍ ແລະ ການຫົດຕົວຂອງເຫຼັກຫລໍ່: 1-1.2 ມມ
ຄວາມແຕກຕ່າງນີ້ເຮັດໃຫ້ຫີນແກຣນິດເກືອບ "ສູນການຜິດຮູບ" ໃນສະພາບແວດລ້ອມທີ່ຄວບຄຸມອຸນຫະພູມໄດ້ຢ່າງແມ່ນຍຳ (ເຊັ່ນ ±0.5℃ ໃນໂຮງງານເຄິ່ງຕົວນຳ), ໃນຂະນະທີ່ເຫຼັກຫລໍ່ຕ້ອງການລະບົບຊົດເຊີຍຄວາມຮ້ອນເພີ່ມເຕີມ.
ຄວາມແຕກຕ່າງຂອງການນຳຄວາມຮ້ອນ: ການນຳຄວາມຮ້ອນຂອງຫີນແກຣນິດແມ່ນ 2-3W/(m · K), ເຊິ່ງມີພຽງແຕ່ 1/20-1/30 ຂອງເຫຼັກຫລໍ່ (50-80W/(m · K)). ໃນສະຖານະການໃຫ້ຄວາມຮ້ອນຂອງອຸປະກອນ (ເຊັ່ນ: ເມື່ອອຸນຫະພູມມໍເຕີຮອດ 60℃), ການປ່ຽນແປງຂອງອຸນຫະພູມພື້ນຜິວຂອງຫີນແກຣນິດແມ່ນໜ້ອຍກວ່າ 0.5℃/m, ໃນຂະນະທີ່ເຫຼັກຫລໍ່ສາມາດບັນລຸ 5-8℃/m, ເຊິ່ງສົ່ງຜົນໃຫ້ການຂະຫຍາຍຕົວໃນທ້ອງຖິ່ນບໍ່ສະໝໍ່າສະເໝີ ແລະ ສົ່ງຜົນກະທົບຕໍ່ຄວາມຊື່ຂອງລາງນຳທາງ.
2. ຜົນກະທົບ "ການດູດຊຶມຕາມທຳມະຊາດ" ຂອງການສະກັດກັ້ນການສັ່ນສະເທືອນ
ກົນໄກການກະຈາຍພະລັງງານຂອບເຂດເມັດພາຍໃນ: ຮອຍແຕກຂະໜາດນ້ອຍ ແລະ ການເລື່ອນຂອງຂອບເຂດເມັດລະຫວ່າງຜລຶກຫີນແກຣນິດສາມາດກະຈາຍພະລັງງານການສັ່ນສະເທືອນໄດ້ຢ່າງໄວວາ, ດ້ວຍອັດຕາສ່ວນການດູດຊຶມ 0.3-0.5 (ໃນຂະນະທີ່ສຳລັບເຫຼັກຫລໍ່ມັນມີພຽງ 0.05-0.1). ການທົດລອງສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າທີ່ການສັ່ນສະເທືອນ 100Hz:
ມັນໃຊ້ເວລາ 0.1 ວິນາທີເພື່ອໃຫ້ຄວາມກວ້າງຂອງຫີນແກຣນິດເສື່ອມສະພາບເຖິງ 10%
ເຫຼັກຫລໍ່ໃຊ້ເວລາ 0.8 ວິນາທີ
ຄວາມແຕກຕ່າງນີ້ເຮັດໃຫ້ຫີນແກຣນິດສາມາດສະຖຽນລະພາບໄດ້ທັນທີໃນອຸປະກອນທີ່ເຄື່ອນທີ່ດ້ວຍຄວາມໄວສູງ (ເຊັ່ນ: ການສະແກນຫົວເຄືອບ 2 ແມັດ/ວິນາທີ), ຫຼີກລ່ຽງຂໍ້ບົກຜ່ອງຂອງ "ຮອຍສັ່ນສະເທືອນ".
ຜົນກະທົບກົງກັນຂ້າມຂອງມວນສານ inertial: ຄວາມໜາແໜ້ນຕໍ່າໝາຍຄວາມວ່າມວນສານມີຂະໜາດນ້ອຍກວ່າໃນປະລິມານດຽວກັນ, ແລະແຮງ inertial (F=ma) ແລະ momentum (p=mv) ຂອງສ່ວນທີ່ເຄື່ອນທີ່ຕ່ຳກວ່າ. ຕົວຢ່າງ, ເມື່ອໂຄງ gantry ຫີນແກຣນິດຍາວ 10 ແມັດ (ນໍ້າໜັກ 12 ໂຕນ) ຖືກເລັ່ງເປັນ 1.5G ເມື່ອທຽບກັບໂຄງເຫຼັກຫຼໍ່ (20 ໂຕນ), ຄວາມຕ້ອງການແຮງຂັບເຄື່ອນຈະຫຼຸດລົງ 40%, ຜົນກະທົບຂອງການເລີ່ມຕົ້ນ-ຢຸດຈະຫຼຸດລົງ, ແລະຄວາມຖືກຕ້ອງຂອງຕຳແໜ່ງຈະໄດ້ຮັບການປັບປຸງຕື່ມອີກ.

III. ຄວາມກ້າວໜ້າທາງດ້ານຄວາມແມ່ນຍຳ "ທີ່ບໍ່ຂຶ້ນກັບຄວາມໜາແໜ້ນ" ຂອງເຕັກໂນໂລຊີການປະມວນຜົນ
1. ຄວາມສາມາດໃນການປັບຕົວເຂົ້າກັບການປະມວນຜົນທີ່ມີຄວາມແມ່ນຍໍາສູງ
ການຄວບຄຸມ "ລະດັບຜລຶກ" ຂອງການບົດ ແລະ ການຂັດ: ເຖິງແມ່ນວ່າຄວາມແຂງຂອງຫີນແກຣນິດ (6-7 ໃນລະດັບ Mohs) ສູງກວ່າເຫຼັກຫລໍ່ (4-5 ໃນລະດັບ Mohs), ໂຄງສ້າງແຮ່ທາດຂອງມັນມີຄວາມເປັນເອກະພາບ ແລະ ສາມາດກຳຈັດອອກໄດ້ດ້ວຍວິທີ atomic ຜ່ານການຂັດດ້ວຍເພັດ + ການຂັດດ້ວຍ magnetorheological (ຄວາມໜາຂອງການຂັດດຽວ < 10 nm), ແລະ ຄວາມຫຍາບຂອງພື້ນຜິວ Ra ສາມາດບັນລຸ 0.02 μm (ລະດັບກະຈົກ). ຢ່າງໃດກໍຕາມ, ເນື່ອງຈາກມີອະນຸພາກອ່ອນຂອງ graphite ໃນເຫຼັກຫລໍ່, "ຜົນກະທົບຂອງ furplough" ມັກຈະເກີດຂຶ້ນໃນລະຫວ່າງການບົດ, ແລະຄວາມຫຍາບຂອງພື້ນຜິວຍາກທີ່ຈະຕໍ່າກວ່າ Ra 0.8 μm.
ຂໍ້ໄດ້ປຽບ "ຄວາມຕຶງຄຽດຕ່ຳ" ຂອງເຄື່ອງຈັກ CNC: ເມື່ອປຸງແຕ່ງຫີນແກຣນິດ, ແຮງຕັດແມ່ນພຽງແຕ່ 1/3 ຂອງເຫຼັກຫລໍ່ (ເນື່ອງຈາກຄວາມໜາແໜ້ນຕ່ຳ ແລະ ໂມດູນຄວາມຍືດຫຍຸ່ນນ້ອຍ), ຊ່ວຍໃຫ້ຄວາມໄວໃນການໝູນ (100,000 ຮອບຕໍ່ນາທີ) ແລະ ອັດຕາການປ້ອນ (5000 ມມ/ນາທີ), ຫຼຸດຜ່ອນການສວມໃສ່ຂອງເຄື່ອງມື ແລະ ເພີ່ມປະສິດທິພາບການປະມວນຜົນ. ກໍລະນີເຄື່ອງຈັກຫ້າແກນສະເພາະສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າເວລາປະມວນຜົນຂອງຮ່ອງລາງລົດໄຟນຳທາງຫີນແກຣນິດສັ້ນກວ່າເຫຼັກຫລໍ່ 25%, ໃນຂະນະທີ່ຄວາມແມ່ນຍຳໄດ້ຮັບການປັບປຸງໃຫ້ດີຂຶ້ນເປັນ ±2μm.
2. ຄວາມແຕກຕ່າງໃນ "ຜົນກະທົບສະສົມ" ຂອງຄວາມຜິດພາດໃນການປະກອບ
ປະຕິກິລິຍາລະບົບຕ່ອງໂສ້ຂອງນ້ຳໜັກສ່ວນປະກອບທີ່ຫຼຸດລົງ: ສ່ວນປະກອບຕ່າງໆເຊັ່ນ: ມໍເຕີ ແລະ ຮາງນຳທາງທີ່ຈັບຄູ່ກັບພື້ນຖານທີ່ມີຄວາມໜາແໜ້ນຕ່ຳສາມາດເບົາບາງລົງພ້ອມໆກັນ. ຕົວຢ່າງ, ເມື່ອພະລັງງານຂອງມໍເຕີເສັ້ນຊື່ຫຼຸດລົງ 30%, ການຜະລິດຄວາມຮ້ອນ ແລະ ການສັ່ນສະເທືອນຂອງມັນຍັງຫຼຸດລົງຕາມຄວາມເໝາະສົມ, ປະກອບເປັນວົງຈອນໃນທາງບວກຂອງ "ຄວາມແມ່ນຍຳທີ່ດີຂຶ້ນ - ການໃຊ້ພະລັງງານຫຼຸດລົງ".
ການຮັກສາຄວາມແມ່ນຍໍາໃນໄລຍະຍາວ: ຄວາມຕ້ານທານການກັດກ່ອນຂອງຫີນແກຣນິດແມ່ນ 15 ເທົ່າຂອງເຫຼັກຫລໍ່ (quartz ທົນທານຕໍ່ການກັດກ່ອນຂອງກົດ ແລະ ດ່າງ). ​​ໃນສະພາບແວດລ້ອມຂອງໝອກກົດເຄິ່ງຕົວນຳ, ການປ່ຽນແປງຄວາມຫຍາບຂອງພື້ນຜິວຫຼັງຈາກການນຳໃຊ້ 10 ປີແມ່ນໜ້ອຍກວ່າ 0.02μm, ໃນຂະນະທີ່ເຫຼັກຫລໍ່ຕ້ອງໄດ້ຮັບການບົດ ແລະ ສ້ອມແປງທຸກໆປີ, ໂດຍມີຄວາມຜິດພາດສະສົມ ±20μm.
IV. ຫຼັກຖານທາງອຸດສາຫະກໍາ: ຕົວຢ່າງທີ່ດີທີ່ສຸດຂອງຄວາມໜາແໜ້ນຕໍ່າ ≠ ປະສິດທິພາບຕໍ່າ
ອຸປະກອນທົດສອບເຄິ່ງຕົວນຳ
ຂໍ້ມູນປຽບທຽບຂອງແພລດຟອມກວດກາເວເຟີທີ່ແນ່ນອນ:

2. ເຄື່ອງມືທາງດ້ານແສງທີ່ມີຄວາມແມ່ນຍໍາສູງ
ຂາຕັ້ງເຄື່ອງກວດຈັບອິນຟາເຣດຂອງກ້ອງສ່ອງທາງໄກ James Webb ຂອງ NASA ແມ່ນເຮັດດ້ວຍຫີນແກຣນິດ. ໂດຍການໃຊ້ປະໂຫຍດຈາກຄວາມໜາແໜ້ນຕ່ຳ (ຫຼຸດຜ່ອນພາລະຂອງດາວທຽມ) ແລະ ການຂະຫຍາຍຕົວທາງຄວາມຮ້ອນຕ່ຳ (ໝັ້ນຄົງໃນອຸນຫະພູມຕ່ຳຫຼາຍ -270℃) ຈຶ່ງຮັບປະກັນຄວາມຖືກຕ້ອງຂອງການຈັດລຽນທາງແສງລະດັບນາໂນ, ໃນຂະນະທີ່ຄວາມສ່ຽງຂອງເຫຼັກຫລໍ່ທີ່ຈະແຕກຫັກໃນອຸນຫະພູມຕ່ຳຈະຖືກກຳຈັດ.
ສະຫຼຸບ: ນະວັດຕະກຳ "ຕ້ານຄວາມຮູ້ສຶກທົ່ວໄປ" ໃນວິທະຍາສາດວັດສະດຸ
ຂໍ້ໄດ້ປຽບດ້ານຄວາມແມ່ນຍຳຂອງພື້ນຖານຫີນແກຣນິດໂດຍພື້ນຖານແລ້ວແມ່ນຢູ່ໃນໄຊຊະນະທາງດ້ານເຫດຜົນຂອງວັດສະດຸຂອງ "ຄວາມສະເໝີພາບທາງດ້ານໂຄງສ້າງ > ຄວາມໜາແໜ້ນ, ຄວາມໝັ້ນຄົງຂອງການກະແທກຄວາມຮ້ອນ > ຄວາມແຂງກະດ້າງແບບງ່າຍໆ". ບໍ່ພຽງແຕ່ຄວາມໜາແໜ້ນຕ່ຳຂອງມັນບໍ່ກາຍເປັນຈຸດອ່ອນເທົ່ານັ້ນ, ແຕ່ມັນຍັງໄດ້ບັນລຸການກ້າວກະໂດດໃນຄວາມແມ່ນຍຳໂດຍຜ່ານມາດຕະການຕ່າງໆເຊັ່ນ: ການຫຼຸດຜ່ອນຄວາມเฉื่อย, ການເພີ່ມປະສິດທິພາບການຄວບຄຸມຄວາມຮ້ອນ, ແລະ ການປັບຕົວເຂົ້າກັບການປະມວນຜົນທີ່ມີຄວາມແມ່ນຍຳສູງ. ປະກົດການນີ້ເປີດເຜີຍກົດໝາຍຫຼັກຂອງການຜະລິດທີ່ມີຄວາມແມ່ນຍຳ: ຄຸນສົມບັດຂອງວັດສະດຸແມ່ນຄວາມສົມດຸນທີ່ສົມບູນແບບຂອງຕົວກຳນົດຫຼາຍມິຕິແທນທີ່ຈະເປັນການສະສົມຕົວຊີ້ວັດດຽວແບບງ່າຍໆ. ດ້ວຍການພັດທະນາຂອງເທັກໂນໂລຢີນາໂນ ແລະ ການຜະລິດສີຂຽວ, ວັດສະດຸຫີນແກຣນິດທີ່ມີຄວາມໜາແໜ້ນຕ່ຳ ແລະ ປະສິດທິພາບສູງກຳລັງກຳນົດຄວາມຮັບຮູ້ທາງອຸດສາຫະກຳຂອງ "ໜັກ" ແລະ "ເບົາ", "ແຂງກະດ້າງ" ແລະ "ຍືດຫຍຸ່ນ", ເປີດເສັ້ນທາງໃໝ່ສຳລັບການຜະລິດລະດັບສູງ.