كيف يمكن لحجر أن يجعل جهاز كشف الشقوق "ثابتاً كالجبل"؟ كشف اللغز الأفقي لقاعدة الجرانيت.

في مختبرات تصنيع الرقائق الدقيقة، يوجد عنصرٌ يبدو عاديًا ولكنه "بطلٌ خفي" - قاعدة آلة الجرانيت. لا تستهينوا بهذا الحجر، فهو مفتاح ضمان دقة الاختبارات غير المتلفة للرقائق! دعونا اليوم نلقي نظرة على كيفية حفاظه على وضعية أجهزة الكشف "أفقية ورأسية" دائمًا.

1. يولد بجين مستقر
الجرانيت ليس حجراً عادياً. فبنيته الداخلية أشبه بـ"أحجية معدنية" متشابكة بإحكام. تتراص بلورات الكوارتز والفلسبار وغيرها بكثافة عالية للغاية، تكاد تخلو من الفراغات. وهذا يشبه تماماً بناء منزل من الخرسانة المسلحة، فهو متين وثابت. فعندما تستقر عليه معدات الفحص، حتى لو بلغ وزنها عدة أطنان، يكون تشوه قاعدة الجرانيت ضئيلاً للغاية، لا يتجاوز عُشر تشوه الفولاذ!

الأمر الأكثر إثارة للإعجاب هو مقاومته شبه التامة لتغيرات درجة الحرارة. تميل المواد المعدنية العادية إلى التمدد وزيادة الوزن عند التسخين، والانكماش والترقق عند التبريد. أما الجرانيت، فيبدو أنه يتمتع بخاصية فريدة في الحفاظ على درجة حرارة ثابتة. فعندما تتغير درجة الحرارة بمقدار درجة مئوية واحدة، يكون تمدده وانكماشه جزءًا من ألف من تمدد وانكماش شعرة الإنسان. والجدير بالذكر أنه حتى مع حدوث تغير طفيف في درجة حرارة المختبر، تستطيع قاعدة الجرانيت دعم المعدات بثبات ومنع أي خلل في استوائها.
ثانياً، أسلوب معالجة "التفاصيل الشيطانية"
لزيادة دقة قاعدة الجرانيت، استخدم المهندسون تقنيةً متطورةً في عملية التصنيع. تخيّل تلميع الأحجار بورق صنفرة فائق النعومة مصنوع من الماس - هكذا تعمل آلة الطحن خماسية المحاور. ستعمل هذه الآلة على طحن سطح الجرانيت ليصبح أكثر استواءً من المرآة في ثلاث خطوات:

الصقل الخشن: أولاً، قم بإزالة العيوب السطحية للحجر وتحكم في مستوى التسطيح إلى واحد من عشرين من شعرة الإنسان.
الطحن شبه الناعم: مزيد من التحسين، مع زيادة التسطيح إلى واحد من خمسين من شعرة الإنسان.
الصقل الدقيق: وأخيرًا، يتم صقلها بمسحوق صقل فائق النعومة، لتحقيق استواء يصل إلى جزء من ألف من شعرة الإنسان! عند هذه المرحلة، يصبح سطح قاعدة الجرانيت أشبه بـ "منصة أفقية" مصممة خصيصًا لمعدات الفحص.

تحتوي بعض الحوامل المتطورة على "معالج ذكي" - حيث يعمل ميزان التسوية المدمج عالي الدقة كحارس صغير يعمل على مدار الساعة. بمجرد أن يكتشف الجهاز ميلًا بمقدار 0.01 درجة (زاوية أصغر من زاوية رأس قلم)، يتم تفعيل الجهاز الهيدروليكي فورًا و"تقويم" الجهاز في غضون 30 ثانية.
ثالثًا، يعزز التصميم المبتكر الاستقرار بشكل أكبر
كما بذل المهندسون جهودًا مضنية في تصميم قاعدة الجهاز. صُممت القاعدة على شكل خلية نحل سداسية، مما يقلل الوزن ويوزع الضغط بالتساوي. وعندما يتحرك مسبار الكشف على الرقاقة، يكون التشوه في كل نقطة من القاعدة متطابقًا تقريبًا، مما يضمن ثبات الوضع الأفقي طوال الوقت.

الأمر الأكثر إثارة للدهشة هو وجود "ممتص صدمات غير مرئي" - وهو عبارة عن ممتص صدمات خزفي كهرضغطي - مثبت بين القاعدة والأرض. يستطيع هذا الممتص التقاط اهتزازات متنوعة تتراوح تردداتها بين 1 و1000 هرتز، تمامًا مثل الرادار، ثم يُصدر على الفور موجات معاكسة "لمواجهة" التداخل. فعلى سبيل المثال، تصبح الاهتزازات الناتجة عن تشغيل الآلات المجاورة أو ارتجاجات المركبات المارة في الخارج "غير ذات جدوى" أمامه.
البيانات تتحدث عن نفسها: ما مدى قوة التأثير؟
في التطبيقات العملية، يُعد أداء القاعدة الجرانيتية مذهلاً حقاً:

الفحص البصري: تم تحسين دقة تحديد عيوب السطح على الرقائق من 3 ميكرون إلى 1 ميكرون (1 ميكرون = واحد من ستين من شعرة الإنسان).
الاختبار بالموجات فوق الصوتية: تم تقليل الخطأ في قياس سمك الرقاقة بمقدار ثلاثة أرباع.
الاستخدام طويل الأمد: بعد التشغيل المستمر لمدة عام، يكون التغيير في مستوى السطح ضئيلاً للغاية، بينما تصبح قواعد الآلات العادية "منحنية" منذ فترة طويلة.

انطلاقاً من مزايا المواد الطبيعية وصولاً إلى المعالجة الدقيقة والتصميم المبتكر، أثبتت قاعدة الجرانيت بقوتها أنه إذا كنت ترغب في الكشف بدقة عن الشقوق، فإن هذا الحجر لا غنى عنه حقاً!