1. Sovutish vaqtidagi termal stress (asosiy sabab)
Eritilgan kvarts bir xil bo'lmagan harorat sharoitida stress hosil qiladi. Har qanday haroratda eritilgan kvartsning atom tuzilishi nisbatan "optimal" fazoviy konfiguratsiyaga etadi. Harorat o'zgarganda, atom oralig'i mos ravishda o'zgaradi - bu odatda termal kengayish deb ataladi. Eritilgan kvarts notekis qizdirilganda yoki sovutilganda bir xil bo'lmagan kengayish sodir bo'ladi.
Termal stress, odatda, issiqroq hududlar kengayishga harakat qilganda, lekin atrofdagi sovuq zonalar bilan chegaralanganda paydo bo'ladi. Bu odatda zarar etkazmaydigan bosim kuchlanishini yaratadi. Agar harorat shishani yumshatish uchun etarlicha yuqori bo'lsa, stressni bartaraf etish mumkin. Biroq, sovutish tezligi juda tez bo'lsa, viskozite tez o'sib boradi va ichki atom tuzilishi pasayib borayotgan haroratga o'z vaqtida moslasha olmaydi. Bu yorilish yoki ishdan chiqishga olib keladigan kuchlanish kuchlanishiga olib keladi.
Bunday stress haroratning pasayishi bilan kuchayadi, sovutish jarayonining oxirida yuqori darajaga etadi. Kvars oynasi yopishqoqligi 10^4,6 dan yuqori bo'lgan harorat deb ataladi.kuchlanish nuqtasi. Ushbu nuqtada materialning yopishqoqligi shunchalik yuqoriki, ichki stress samarali tarzda qulflanadi va endi tarqalmaydi.
2. Fazaga o'tish va tizimli yengillikdan stress
Metastabil strukturaviy yengillik:
Erigan holatda eritilgan kvarts juda tartibsiz atom tartibini namoyish etadi. Sovutgandan so'ng, atomlar yanada barqaror konfiguratsiya tomon bo'shashadi. Biroq, shishasimon holatning yuqori viskozitesi atom harakatiga to'sqinlik qiladi, bu esa metastabil ichki tuzilishga olib keladi va gevşeme stressini keltirib chiqaradi. Vaqt o'tishi bilan, bu stress asta-sekin bo'shatilishi mumkin, bu hodisa deb nomlanadishisha qarishi.
Kristallanish tendentsiyasi:
Agar eritilgan kvarts ma'lum bir harorat oralig'ida (masalan, kristallanish haroratiga yaqin) uzoq vaqt davomida ushlab turilsa, mikrokristallanish paydo bo'lishi mumkin, masalan, kristall mikrokristallarning cho'kishi. Kristal va amorf fazalar o'rtasidagi hajmli nomuvofiqlik yuzaga keladifazali o'tish stressi.
3. Mexanik yuk va tashqi kuch
1. Qayta ishlashdagi stress:
Kesish, silliqlash yoki parlatish paytida qo'llaniladigan mexanik kuchlar sirt panjarasining buzilishi va ishlov berish stressini keltirib chiqarishi mumkin. Masalan, silliqlash g'ildiragi bilan kesish paytida, lokalizatsiya qilingan issiqlik va chekkadagi mexanik bosim stress kontsentratsiyasini keltirib chiqaradi. Burg'ilash yoki yivlarni ochishda noto'g'ri usullar tirqishlarda stress kontsentratsiyasiga olib kelishi mumkin, bu esa yoriqlarni boshlash nuqtalari bo'lib xizmat qiladi.
2. Xizmat ko'rsatish shartlaridan stress:
Strukturaviy material sifatida foydalanilganda, eritilgan kvarts bosim yoki egilish kabi mexanik yuklar tufayli makro miqyosdagi stressni boshdan kechirishi mumkin. Misol uchun, kvarts shisha idishlari og'ir tarkibni ushlab turganda egiluvchan stressni keltirib chiqarishi mumkin.
4. Termik zarba va haroratning tez o'zgarishi
1. Tez isitish/sovutish natijasida yuzaga keladigan oniy stress:
Eritilgan kvarts juda past termal kengayish koeffitsientiga ega bo'lsa-da (~ 0,5 × 10⁻⁶/°C), haroratning tez o'zgarishi (masalan, xona haroratidan yuqori haroratgacha qizdirish yoki muzli suvga botirish) hali ham keskin mahalliy harorat gradientlariga olib kelishi mumkin. Ushbu gradientlar to'satdan termal kengayish yoki qisqarishga olib keladi va bir lahzali termal stressni keltirib chiqaradi. Keng tarqalgan misol - termal zarba tufayli laboratoriya kvarts buyumlarining sinishi.
2. Tsiklik termal charchoq:
Uzoq muddatli, takroriy harorat o'zgarishlariga duchor bo'lganda, masalan, o'choq qoplamalari yoki yuqori haroratli ko'rish oynalarida - eritilgan kvarts tsiklik kengayish va qisqarishga uchraydi. Bu charchoq stressining to'planishiga, qarishni tezlashtirishga va yorilish xavfiga olib keladi.
5. Kimyoviy ta'sir qiluvchi stress
1. Korroziya va erish kuchlanishi:
Eritilgan kvarts kuchli gidroksidi eritmalar (masalan, NaOH) yoki yuqori haroratli kislotali gazlar (masalan, HF) bilan aloqa qilganda, sirt korroziyasi va erishi sodir bo'ladi. Bu strukturaning bir xilligini buzadi va kimyoviy stressni keltirib chiqaradi. Misol uchun, gidroksidi korroziya sirt hajmining o'zgarishiga yoki mikrokrack shakllanishiga olib kelishi mumkin.
2. CVD sabab bo'lgan stress:
Kimyoviy bug'larni cho'ktirish (CVD) qoplamalarni (masalan, SiC) eritilgan kvartsga yotqizish jarayonlari ikki material orasidagi termal kengayish koeffitsientlari yoki elastik modullardagi farqlar tufayli interfaal stressni keltirib chiqarishi mumkin. Sovutish paytida bu kuchlanish qoplama yoki substratning delaminatsiyasi yoki yorilishiga olib kelishi mumkin.
6. Ichki nuqsonlar va nopokliklar
1. Pufakchalar va qo'shimchalar:
Erish paytida qo'shilgan qoldiq gaz pufakchalari yoki aralashmalar (masalan, metall ionlari yoki erimagan zarralar) stressni kontsentrator sifatida xizmat qilishi mumkin. Ushbu qo'shimchalar va shisha matritsa o'rtasidagi termal kengayish yoki elastiklikdagi farqlar mahalliy ichki stressni yaratadi. Yoriqlar ko'pincha bu kamchiliklarning chetida boshlanadi.
2. Mikro yoriqlar va strukturaviy nuqsonlar:
Xom ashyo yoki eritish jarayonidagi nopokliklar yoki nuqsonlar ichki mikro yoriqlarga olib kelishi mumkin. Mexanik yuklar yoki termal aylanish ostida, yoriq uchlaridagi stress kontsentratsiyasi yoriqning tarqalishini rag'batlantirishi va materialning yaxlitligini kamaytirishi mumkin.
Xabar vaqti: 2025-04-04