IШинжлэх ухааны судалгааны салбарт туршилтын өгөгдлийн давтагдах байдал нь шинжлэх ухааны нээлтүүдийн найдвартай байдлыг хэмжих гол элемент юм. Байгаль орчны аливаа хөндлөнгийн оролцоо, хэмжилтийн алдаа нь үр дүнгийн хазайлтыг үүсгэж, улмаар судалгааны дүгнэлтийн найдвартай байдлыг сулруулж болзошгүй юм. Физик болон химийн гайхалтай шинж чанараараа боржин чулуу нь материаллаг шинж чанараас нь эхлээд бүтцийн дизайн хүртэл бүх талаар туршилтын тогтвортой байдлыг хангаж, шинжлэх ухааны судалгааны тоног төхөөрөмжийн хамгийн тохиромжтой суурь материал болгодог.
1. Изотропи: Материалаас үүдэлтэй алдааны эх үүсвэрийг арилгах
Боржин чулуу нь байгалийн изотроп шинж чанартай жигд тархсан кварц, хээрийн жонш, гялтгануур зэрэг эрдсийн талстуудаас тогтдог. Энэ шинж чанар нь түүний физик шинж чанар (хатуулаг ба уян хатан модуль гэх мэт) үндсэндээ бүх чиглэлд нийцэж байгаа бөгөөд дотоод бүтцийн ялгаанаас шалтгаалан хэмжилтийн хазайлт үүсгэхгүй гэдгийг харуулж байна. Жишээлбэл, нарийн механикийн туршилтын үед дээжийг ачааны туршилт хийх зорилгоор боржин чулуун тавцан дээр байрлуулах үед платформын өөрийн хэв гажилт нь хүч хэрэглэх чиглэлээс үл хамааран тогтвортой байх бөгөөд ингэснээр материалын чиглэлийн анизотропийн улмаас хэмжилтийн алдаанаас үр дүнтэй зайлсхийдэг. Үүний эсрэгээр, металл материал нь боловсруулалтын явцад талст чиглэлийн ялгаатай байдлаас шалтгаалан мэдэгдэхүйц анизотропийг харуулдаг бөгөөд энэ нь туршилтын өгөгдлийн тууштай байдалд сөргөөр нөлөөлдөг. Тиймээс боржингийн энэ шинж чанар нь туршилтын нөхцлийн жигд байдлыг хангаж, өгөгдлийн давтагдах чадварыг бий болгох бат бөх суурийг бүрдүүлдэг.
2. Дулааны тогтвортой байдал: Температурын хэлбэлзлээс үүдэлтэй хөндлөнгийн нөлөөллийг эсэргүүцэх
Шинжлэх ухааны судалгааны туршилтууд нь ихэвчлэн хүрээлэн буй орчны температурт маш мэдрэмтгий байдаг. Бага зэргийн температурын өөрчлөлт нь материалын дулааны тэлэлт, агшилтыг үүсгэж улмаар хэмжилтийн нарийвчлалд нөлөөлдөг. Боржин нь дулааны тэлэлтийн маш бага коэффициенттэй (4-8 × 10⁻⁶/℃) бөгөөд энэ нь цутгамал төмрийн тэн хагас нь, хөнгөн цагааны хайлшийн гуравны нэг юм. ±5℃ температурын хэлбэлзэлтэй орчинд нэг метр урт боржин чулуун тавцангийн хэмжээ 0.04μм-ээс бага байдаг бөгөөд үүнийг бараг үл тоомсорлож болно. Жишээлбэл, оптик интерференцийн туршилтанд боржин чулуун платформыг ашиглах нь агааржуулагчийг эхлүүлэх, зогсоох үед үүссэн температурын эвдрэлийг үр дүнтэй тусгаарлаж, улмаар лазерын долгионы уртыг хэмжих явцад өгөгдлийн тогтвортой байдлыг хангаж, дулааны хэв гажилтаас шалтгаалсан хөндлөнгийн хөндлөн огтлолоос зайлсхийж, янз бүрийн хугацаанд өгөгдлийн сайн уялдаа холбоо, харьцуулалтыг баталгаажуулдаг.
Iii. Гайхамшигтай чичиргээ дарах чадвар
Лабораторийн орчинд янз бүрийн чичиргээ (тоног төхөөрөмжийн ажиллагаа, боловсон хүчний хөдөлгөөн гэх мэт) нь туршилтын үр дүнд нөлөөлөх чухал хүчин зүйл болдог. Өндөр чийгшүүлэгч шинж чанаруудын ачаар боржин чулуу нь нэг төрлийн "байгалийн хаалт" болсон. Түүний дотоод болор бүтэц нь чичиргээний энергийг дулааны энерги болгон хурдан хувиргах чадвартай бөгөөд сааруулагчийн харьцаа нь 0.05-0.1 хүртэл өндөр бөгөөд энэ нь метал материалаас хамаагүй дээр юм (ердөө 0.01 орчим). Жишээлбэл, сканнерийн хонгилын микроскоп (STM) туршилтанд боржин чулуун суурийг ашиглан гадаад чичиргээний 90 гаруй хувийг ердөө 0.3 секундын дотор сулруулж, датчик болон дээжийн гадаргуугийн хоорондох зайг маш тогтвортой байлгаж, атомын түвшний зураг авалтын тогтвортой байдлыг хангана. Нэмж дурдахад боржин чулуун платформыг агаарын пүрш эсвэл соронзон лифт зэрэг чичиргээ тусгаарлах системтэй хослуулах нь хэлбэлзлийн интерференцийг нанометрийн түвшинд хүртэл бууруулж, туршилтын нарийвчлалыг мэдэгдэхүйц сайжруулна.
Iv. Химийн тогтвортой байдал ба урт хугацааны найдвартай байдал
Шинжлэх ухааны судалгааны дадлага нь ихэвчлэн урт хугацааны болон давтан баталгаажуулалтыг шаарддаг тул материалын бат бөх байдлын шаардлага онцгой чухал байдаг. Харьцангуй тогтвортой химийн шинж чанартай материалын хувьд боржин чулуу нь рН-ийн хүлцлийн өргөн хүрээтэй (1-14), энгийн хүчил, шүлтийн урвалжтай урвалд ордоггүй, металл ионыг ялгаруулдаггүй. Тиймээс химийн лаборатори, цэвэрхэн өрөө зэрэг нарийн төвөгтэй орчинд тохиромжтой. Үүний зэрэгцээ түүний өндөр хатуулаг (Mohs хатуулаг 6-7) ба элэгдэлд тэсвэртэй байдал нь урт хугацааны ашиглалтын явцад элэгдэл, хэв гажилтанд өртөмтгий болгодог. Тодорхой физикийн судалгааны хүрээлэнд 10 жил ашиглагдаж байгаа боржин чулуун тавцангийн тэгш байдлын өөрчлөлтийг ±0.1μm/m-ийн дотор хянасан хэвээр байгаа нь найдвартай лавлагааг тасралтгүй хангах бат бөх суурийг тавьж байгааг өгөгдөл харуулж байна.
Дүгнэж хэлэхэд, боржин чулуу нь бичил бүтцийн үүднээс макроскопийн гүйцэтгэл хүртэл изотропи, маш сайн дулааны тогтвортой байдал, чичиргээг үр дүнтэй дарах чадвар, химийн гайхалтай бат бөх чанар зэрэг олон давуу талтай янз бүрийн боломжит саад болох хүчин зүйлсийг системтэйгээр арилгадаг. Нарийн ширүүн, давтагдах чадварыг эрэлхийлдэг шинжлэх ухааны судалгааны салбарт боржин чулуу нь орлуулашгүй давуу талтай нь үнэн, найдвартай өгөгдлийг баталгаажуулах чухал хүч болжээ.
Шуудангийн цаг: 2025-05-24