In de wereld van industriële precisieapparatuur hangt de stabiliteit van graniet voornamelijk af van de minerale samenstelling, de structurele dichtheid en de fysieke prestatie-indicatoren (zoals de thermische uitzettingscoëfficiënt, de waterabsorptiesnelheid en de druksterkte), en niet zozeer van de kleur zelf. De kleur weerspiegelt echter vaak indirect de verschillen in minerale samenstelling en de omstandigheden waaronder het graniet is gevormd. Daarom wordt in de praktijk graniet met bepaalde kleuren vaak geprefereerd vanwege de superieure algehele prestaties. Hieronder volgt een specifieke analyse:
I. Indirecte samenhang tussen kleur en stabiliteit
De kleur van graniet wordt bepaald door de minerale samenstelling, en die minerale samenstelling heeft direct invloed op de fysieke eigenschappen ervan:
Lichtgekleurd graniet (zoals grijsachtig wit, lichtroze)
Minerale samenstelling: Hoofdzakelijk kwarts en veldspaat (goed voor 60% tot 80%), met een kleine hoeveelheid mica of amfibool.
Kwartsz (met een dichtheid van 2,65 g/cm³) en veldspaat (met een dichtheid van 2,5-2,8 g/cm³) hebben een hoge hardheid, een sterke chemische stabiliteit en een lage thermische uitzettingscoëfficiënt (doorgaans 5-8 × 10⁻⁶/℃), en worden niet gemakkelijk beïnvloed door temperatuurschommelingen.
Structurele kenmerken: Gevormd in een relatief stabiele geologische omgeving (zoals langzame afkoeling in het ondiepe deel van de aardkorst), met uniforme kristallijne deeltjes, een dichte structuur, lage porositeit (0,3% - 0,7%), een lage waterabsorptiesnelheid (<0,15%) en een sterke weerstand tegen vervorming.
Typische toepassingen: apparatuur voor de productie van elektronische chips, platforms voor precisie-optische instrumenten (zoals fotolithografiemachines), die gedurende lange tijd een constante maatnauwkeurigheid moeten behouden.
Donker graniet (zoals zwart, donkergroen)
Minerale samenstelling: Rijk aan ijzer- en magnesiummineralen (zoals amfibool, biotiet en pyroxeen) en bevat gedeeltelijk zware metaalmineralen zoals magnetiet en ilmeniet.
Amfibool (dichtheid 3,0-3,4 g/cm³) en biotiet (dichtheid 2,7-3,1 g/cm³) hebben een relatief hoge dichtheid, maar hun thermische uitzettingscoëfficiënten zijn iets hoger dan die van kwarts (tot 8-12 × 10⁻⁶/℃), en hun structuren kunnen kleine veranderingen ondergaan als gevolg van de oxidatie van ijzerhoudende mineralen.
Structurele kenmerken: Meestal gevormd in omgevingen met hoge temperaturen en hoge drukken (zoals snelle afkoeling van diepgelegen magma), met grove kristallijne deeltjes en aanzienlijke verschillen in structurele dichtheid. Sommige donkere granietsoorten (zoals Jinan Green) hebben een meer uniforme en stabiele structuur als gevolg van de intense magmatische activiteit en de volledige ontlading van interne spanningen.
Typische toepassingen: Zware machinefundamenten, grote coördinatenmeetmachines (CMM's) die bestand moeten zijn tegen hoge belastingen en stoten.
II. Kernindicatoren voor stabiliteit in industriële scenario's
Ongeacht de kleur, gelden voor graniet in industriële precisieapparatuur de volgende kerneisen:
Thermische stabiliteit
Geef de voorkeur aan varianten met een lage thermische uitzettingscoëfficiënt (<8×10⁻⁶/℃) om afwijkingen in de nauwkeurigheid van de apparatuur als gevolg van temperatuurschommelingen te voorkomen. Lichtgekleurd graniet (zoals sesamwit) heeft een betere thermische stabiliteit vanwege het hoge kwartsgehalte.
Structurele compactheid
Graniet met een porositeit van minder dan 0,5% en een waterabsorptie van minder dan 0,1% is niet gevoelig voor het opnemen van vocht of onzuiverheden en zal bij langdurig gebruik waarschijnlijk niet vervormen. Zowel Jinan Green in donker graniet (met een porositeit van 0,3%) als Shanxi Black in licht graniet (met een porositeit van 0,2%) voldoen aan de eisen voor een hoge dichtheid.
Mechanische sterkte
De druksterkte is groter dan 150 MPa en de buigsterkte groter dan 12 MPa, wat de stabiliteit op lange termijn van de dragende precisieapparatuur garandeert. Donker graniet (zoals Indiaas zwart graniet) heeft doorgaans een hogere mechanische sterkte vanwege de aanwezigheid van ijzer- en magnesiummineralen en is geschikt voor zware toepassingen.
Chemische corrosiebestendigheid
Kwartsz en veldspaat zijn zeer bestand tegen corrosie door zuren en basen. Daarom is lichtgekleurd graniet (zoals sesamgrijs) geschikter voor corrosieve omgevingen in de chemische en halfgeleiderindustrie.
III. Gangbare keuzes en voorbeelden in de industriële sector
Lichtgekleurd graniet: de voorkeurskeuze voor toepassingen die hoge precisie vereisen.
Representatieve variëteiten:
Sesamwit: Dit mineraal wordt geproduceerd in Fujian, is lichtgrijs van kleur en heeft een kwartsgehalte van meer dan 70%. De thermische uitzettingscoëfficiënt bedraagt 6 × 10⁻⁶/℃. Het wordt gebruikt in platforms voor halfgeleiderlithografiemachines en inspectieapparatuur voor de ruimtevaart.
Jinan Green: Donkergrijs, uniforme structuur, druksterkte 240 MPa, vaak gebruikt als basis voor coördinatenmeetmachines (CMM).
Voordelen: Goede kleuruniformiteit, wat de kalibratie van het optische pad van optische apparatuur vergemakkelijkt; het heeft een geringe thermische vervorming en is geschikt voor precisie-eisen op nanometerniveau.
Donker graniet: Bij voorkeur geschikt voor zware toepassingen die bestand moeten zijn tegen stoten.
Representatieve variëteiten:
Black Galaxy: Zwart van kleur, bevat ilmeniet, heeft een dichtheid van 3,05 g/cm³ en een druksterkte van 280 MPa. Het wordt gebruikt voor zware geleiderails van werktuigmachines en voor opspaninrichtingen in de automobielindustrie.
Mongools zwart: Donkergroen, voornamelijk amfibool, met een hoge slagvastheid, gebruikt als basis voor mijnbouwapparatuur.
Voordelen: Hoge dichtheid, grote stijfheid, bestand tegen mechanische trillingen, geschikt voor zware industriële toepassingen.
Vier. Conclusie: Kleur is niet de bepalende factor; prestatie is de kern.
Kleur ≠ stabiliteit: Zowel lichtgekleurd als donkergekleurd graniet kent zeer stabiele varianten. De sleutel ligt in de zuiverheid van het mineraal, de uniformiteit van de structuur en fysische eigenschappen.
Principe van scèneaanpassing:
Precisie optische/elektronische apparatuur: Kies voor lichtgekleurde varianten met een hoog kwartsgehalte (zoals sesamwit), waarbij de nadruk ligt op thermische stabiliteit en oppervlakteprecisie.
Zware machines/industriële werktuigen: Kies voor donkergekleurde magnesiumertsen met een hoog ijzergehalte (zoals Jinan-blauw), waarbij de nadruk ligt op mechanische sterkte en slagvastheid.
Aankoopadvies: Controleer parameters zoals de thermische uitzettingscoëfficiënt, de waterabsorptiesnelheid en de druksterkte aan de hand van testrapporten (zoals GB/T 18601-2020 "Natuurlijke granieten bouwplaten"), in plaats van alleen op de kleur af te gaan.
Samenvattend kan worden gesteld dat bij de selectie van graniet in de industriële sector de prestaties voorrang krijgen, aangevuld met de kleur. Een uitgebreide beoordeling is noodzakelijk, in combinatie met specifieke eisen aan de apparatuur en de gebruiksomgeving.
Geplaatst op: 19 mei 2025