ग्रेनाइट पर सबसे अधिक ध्यान जाता हैसटीक आधारऔर वायु असर संबंधी चर्चाएं, और अच्छे कारण से - यह सिद्ध है, व्यापक रूप से उपलब्ध है, और बड़े पैमाने पर लागत प्रभावी है। लेकिन वास्तव में चरम गति और त्वरण पर चरणों को संभालने वाले सेमीकंडक्टर फैब रनिंग वेफर में चलें, और आप पाएंगे कि सिरेमिक वह काम कर रहा है जो ग्रेनाइट अकेले करता था। एल्युमिना और सिलिकॉन कार्बाइड घटकों ने इस क्षेत्र में एक वास्तविक जगह बना ली है, मार्केटिंग अपग्रेड के रूप में नहीं, बल्कि इसलिए क्योंकि कुछ अनुप्रयोग ग्रेनाइट द्वारा उचित रूप से प्रदान किए जा सकने वाले कार्यों को पीछे छोड़ देते हैं।
जहां ग्रेनाइट सीमा में चलने लगता है
ग्रेनाइट घना है, आयामी रूप से स्थिर है, और प्राकृतिक रूप से गैर-चुंबकीय है, इसके सभी वास्तविक फायदे इस साइट पर अन्यत्र चर्चा किए गए हैं। लेकिन इसकी एक छत है. इंजीनियर्ड सिरेमिक की तुलना में इसकी कठोरता से - वजन का अनुपात अपेक्षाकृत मामूली है, जो एक वास्तविक बाधा बन जाता है जब किसी चरण को संरचनात्मक लचीलेपन को प्रेरित किए बिना तेजी से बढ़ने और धीमा करने की आवश्यकता होती है। यह महीन अनाज तकनीकी सिरेमिक की तुलना में अधिक छिद्रपूर्ण है, जो तब मायने रखता है जब हवा के अंतर की सहनशीलता वर्तमान वेफर हैंडलिंग और निरीक्षण उपकरण की मांग के चरम निचले सिरे तक सिकुड़ जाती है। अधिकांश सीएमएम और सामान्य मेट्रोलॉजी अनुप्रयोगों के लिए, ग्रेनाइट का प्रदर्शन आवरण पर्याप्त से अधिक है। उच्च गति वाले अर्धचालक प्रक्रिया उपकरणों के लिए, यह सीमित कारक बन सकता है।
एलुमिना (Al2O3): वर्कहॉर्स सिरेमिक
एल्यूमिनियम ऑक्साइड सिरेमिक - एल्यूमिना - सटीक संरचनात्मक और वायु असर घटकों के लिए दो सामग्रियों में से अधिक सामान्यतः निर्दिष्ट है, मुख्यतः क्योंकि यह प्रदर्शन और विनिर्माण क्षमता के बीच एक उचित संतुलन बनाता है। उच्च शुद्धता वाला एल्युमिना (आमतौर पर ग्रेड के आधार पर 95-99.5% Al2O3) वजन के एक अंश पर ग्रेनाइट की तुलना में काफी अधिक कठोरता प्रदान करता है, साथ ही उत्कृष्ट पहनने के प्रतिरोध और रासायनिक जड़ता - सेमीकंडक्टर वातावरण में उपयोगी होता है जहां प्रक्रिया रसायनों के संपर्क में आना एक वास्तविक विचार है, सैद्धांतिक नहीं।
एल्युमिना की तापीय चालकता ग्रेनाइट की तुलना में सार्थक रूप से अधिक है, जो कि अन्य संदर्भों में ग्रेनाइट की धीमी तापीय प्रतिक्रिया के बारे में कही गई हर बात को देखते हुए एक नुकसान की तरह लगता है - लेकिन उच्च गति चरणों के लिए मोटर और असर घर्षण से अपनी स्वयं की स्थानीय गर्मी उत्पन्न करने के लिए, तेजी से गर्मी अपव्यय वास्तव में घटक के भीतर थर्मल ग्रेडिएंट्स को बनने से रोकने में मदद करता है। अलग-अलग अनुप्रयोग, अलग-अलग प्राथमिकता।
सिलिकॉन कार्बाइड (SiC): जहां अत्यधिक कठोरता सबसे अधिक मायने रखती है
कठोरता के मामले में सिलिकॉन कार्बाइड एल्युमिना से एक स्तर ऊपर बैठता है {{0}से {{1}वजन अनुपात और तापीय चालकता, और यह उन अनुप्रयोगों में दिखाई देता है जहां गति और परिशुद्धता दोनों गैर-परक्राम्य हैं - उच्च{4}त्वरण वेफर चरण, कुछ ऑप्टिकल माउंटिंग संरचनाएं, और उपकरण जहां निरंतर उच्च गति संचालन के तहत थर्मल प्रबंधन एक माध्यमिक चिंता के बजाय एक वास्तविक इंजीनियरिंग बाधा है। SiC को मशीन बनाना कठिन है और आम तौर पर इसकी लागत एल्यूमिना से अधिक होती है, यही कारण है कि यह बोर्ड भर में डिफ़ॉल्ट सामग्री विकल्प के बजाय सेमीकंडक्टर टूलींग के ऊपरी स्तर में दिखाई देता है।
दोनों सामग्रियां विशेष रूप से वायु असर अनुप्रयोगों के लिए प्रासंगिक एक लाभ साझा करती हैं: बहुत कम सरंध्रता के साथ बेहद महीन प्राप्त करने योग्य सतह खत्म, जो सीधे असर वाली सतह पर एक सुसंगत, पतली वायु फिल्म को बनाए रखने के लिए मायने रखती है। एक छिद्रपूर्ण या असमान रूप से तैयार सतह वायु फिल्म में स्थानीयकृत दबाव भिन्नता का कारण बनती है, जो स्थिति त्रुटि - में बदल जाती है, वही सिद्धांत जो ग्रेनाइट वायु बीयरिंग पर लागू होता है, बस एक सख्त सहनशीलता बैंड पर।
व्यवहार में इसका क्या मतलब है
सिरेमिक एयर बेयरिंग घटक ग्रेनाइट - सीएमएम, एक्सवाई टेबल, लीनियर मोटर स्टेज, सेमीकंडक्टर निरीक्षण और प्रक्रिया उपकरण - के समान सामान्य अनुप्रयोग स्थान में दिखाई देते हैं, लेकिन विशेष रूप से जहां गति, कठोरता, या रासायनिक एक्सपोजर ग्रेनाइट को आसानी से संभालने से आगे निकल जाता है। उपकरण के एक टुकड़े के लिए अपने मुख्य संरचनात्मक बिस्तर के लिए ग्रेनाइट का उपयोग करना असामान्य नहीं है, जहां द्रव्यमान और कंपन भिगोना प्राथमिकता है, और चलती चरण के घटकों के लिए सिरेमिक, जहां कम द्रव्यमान और उच्च कठोरता अधिक मायने रखती है। दोनों सामग्रियां वास्तव में एक ही भूमिका के लिए प्रतिस्पर्धा नहीं कर रही हैं, यहां तक कि एक ही मशीन के विभिन्न हिस्सों को कवर करने के लिए भी।
पसंद का मूल्यांकन करने का एक उचित तरीका
किसी दिए गए घटक के लिए ग्रेनाइट, एल्यूमिना, या SiC के बीच निर्णय लेने वाली इंजीनियरिंग टीमों के लिए, व्यावहारिक प्रश्न हैं: चरण को बनाए रखने के लिए किस त्वरण और गति की आवश्यकता है, क्या प्रक्रिया रसायनों या अत्यधिक थर्मल साइक्लिंग का सीधा संपर्क है, और क्या अनुप्रयोग सहिष्णुता के लिए वास्तव में सिरेमिक स्तर की कठोरता की आवश्यकता होती है, या एक अच्छी तरह से निर्मित ग्रेनाइट घटक कम लागत पर आवश्यकता को पूरा करेगा। सिरेमिक स्वचालित रूप से बेहतर विकल्प नहीं है - यह अनुप्रयोगों के एक विशिष्ट, मांग वाले उपसमूह के लिए उपयुक्त विकल्प है, और यह निर्दिष्ट करना कि ग्रेनाइट पर्याप्त रूप से प्रदर्शन करेगा, बस संबंधित लाभ के बिना लागत जोड़ता है।
सटीक निर्माताओं के रूप में जो ग्रेनाइट और तकनीकी सिरेमिक दोनों घटकों पर काम करते हैं, यह डिज़ाइन प्रक्रिया के आरंभ में एक आपूर्तिकर्ता के साथ ईमानदारी से बातचीत करने लायक है, न कि किसी दिए गए विक्रेता को जिस भी सामग्री में विशेषज्ञता मिलती है, उसे डिफ़ॉल्ट करने के बजाय।