1. Sovutish paytida issiqlik stressi (asosiy sabab)
Eritilgan kvarts notekis harorat sharoitida kuchlanish hosil qiladi. Har qanday haroratda eritilgan kvartsning atom tuzilishi nisbatan "optimal" fazoviy konfiguratsiyaga etadi. Harorat o'zgarishi bilan atom oralig'i shunga mos ravishda o'zgaradi - bu odatda issiqlik kengayishi deb ataladigan hodisa. Eritilgan kvarts notekis qizdirilganda yoki sovutilganda, notekis kengayish sodir bo'ladi.
Termal stress odatda issiqroq mintaqalar kengayishga harakat qilganda, lekin atrofdagi sovuq zonalar bilan cheklanganda yuzaga keladi. Bu odatda zarar yetkazmaydigan siqilish kuchlanishini keltirib chiqaradi. Agar harorat oynani yumshatish uchun yetarlicha yuqori bo'lsa, kuchlanishni kamaytirish mumkin. Biroq, agar sovutish tezligi juda tez bo'lsa, yopishqoqlik tez oshadi va ichki atom tuzilishi pasayayotgan haroratga o'z vaqtida moslasha olmaydi. Bu cho'zilish kuchlanishiga olib keladi, bu esa sinish yoki ishdan chiqishga olib kelishi ehtimoli ancha yuqori.
Bunday stress harorat pasayishi bilan kuchayadi va sovutish jarayoni oxirida yuqori darajalarga yetadi. Kvarts shishasi 10^4,6 poise dan yuqori yopishqoqlikka erishadigan harorat deyiladi.kuchlanish nuqtasiBu nuqtada, materialning yopishqoqligi shunchalik yuqoriki, ichki kuchlanish samarali ravishda qulflanadi va endi yo'qolmaydi.
2. Fazaviy o'tish va strukturaviy yengillikdan kelib chiqadigan stress
Metastabil strukturaviy relaksatsiya:
Erigan holatda, erigan kvarts juda tartibsiz atom tartibini namoyon qiladi. Sovutilganda, atomlar yanada barqaror konfiguratsiyaga qarab bo'shashishga moyil bo'ladi. Biroq, shishasimon holatning yuqori yopishqoqligi atom harakatiga to'sqinlik qiladi, natijada metastabil ichki tuzilish paydo bo'ladi va relaksatsiya stressi paydo bo'ladi. Vaqt o'tishi bilan bu stress asta-sekin ajralib chiqishi mumkin, bu hodisa... deb nomlanadi.shisha qarishi.
Kristallanish tendentsiyasi:
Agar erigan kvarts ma'lum bir harorat oralig'ida (masalan, kristallanish haroratiga yaqin) uzoq vaqt ushlab turilsa, mikrokristallanish sodir bo'lishi mumkin - masalan, kristobalit mikrokristallarining cho'kishi. Kristall va amorf fazalar o'rtasidagi hajm nomuvofiqligi ... ni yaratadi.fazaviy o'tish stressi.
3. Mexanik yuk va tashqi kuch
1. Qayta ishlashdan kelib chiqadigan stress:
Kesish, silliqlash yoki abrazivlash paytida qo'llaniladigan mexanik kuchlar sirt panjarasining buzilishi va ishlov berish kuchlanishini keltirib chiqarishi mumkin. Masalan, silliqlash g'ildiragi bilan kesish paytida, chekkada mahalliy issiqlik va mexanik bosim kuchlanish konsentratsiyasini keltirib chiqaradi. Burg'ulash yoki tirqishdagi noto'g'ri texnikalar chuqurchalarda kuchlanish konsentratsiyasiga olib kelishi mumkin, bu esa yoriqlar paydo bo'lish nuqtalari bo'lib xizmat qiladi.
2. Xizmat ko'rsatish sharoitlaridan kelib chiqadigan stress:
Strukturaviy material sifatida ishlatilganda, eritilgan kvarts bosim yoki egilish kabi mexanik yuklar tufayli makro miqyosdagi kuchlanishni boshdan kechirishi mumkin. Masalan, kvarts shisha idishlari og'ir narsalarni ushlab turganda egilish kuchlanishini keltirib chiqarishi mumkin.
4. Termik zarba va haroratning tez o'zgarishi
1. Tez isitish/sovutish natijasida yuzaga keladigan oniy stress:
Eritilgan kvarts juda past issiqlik 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 mahalliy harorat gradiyentlarining keskin o'zgarishiga olib kelishi mumkin. Bu gradiyentlar to'satdan issiqlik kengayishi yoki qisqarishiga olib keladi va bir zumda issiqlik kuchlanishini keltirib chiqaradi. Bunga keng tarqalgan misol - termal zarba tufayli laboratoriya kvarts idishlarining sinishi.
2. Tsiklik issiqlik charchoq:
Uzoq muddatli, takroriy harorat o'zgarishlariga duchor bo'lganda — masalan, pech qoplamalarida yoki yuqori haroratli kuzatuv oynalarida — eritilgan kvarts tsiklik kengayish va qisqarishga uchraydi. Bu charchoq stressining to'planishiga, qarishni tezlashtirishga va yorilish xavfiga olib keladi.
5. Kimyoviy sabablarga ko'ra stress
1. Korroziya va eritish stressi:
Eritilgan kvarts kuchli ishqoriy eritmalar (masalan, NaOH) yoki yuqori haroratli kislotali gazlar (masalan, HF) bilan aloqa qilganda, sirt korroziyasi va erish sodir bo'ladi. Bu strukturaviy bir xillikni buzadi va kimyoviy stressni keltirib chiqaradi. Masalan, ishqoriy korroziya sirt hajmining o'zgarishiga yoki mikro yoriqlar hosil bo'lishiga olib kelishi mumkin.
2. Yurak-qon tomir kasalliklari keltirib chiqaradigan stress:
Qoplamalar (masalan, SiC) eritilgan kvarts ustiga cho'ktiriladigan kimyoviy bug'lanish (CVD) jarayonlari ikki material orasidagi issiqlik kengayish koeffitsientlari yoki elastiklik modullaridagi farqlar tufayli sirt kuchlanishini keltirib chiqarishi mumkin. Sovutish paytida bu kuchlanish qoplama yoki substratning delaminatsiyasiga yoki yorilishiga olib kelishi mumkin.
6. Ichki nuqsonlar va aralashmalar
1. Pufakchalar va qo'shimchalar:
Erish jarayonida qo'shilgan qoldiq gaz pufakchalari yoki aralashmalar (masalan, metall ionlari yoki erimagan zarrachalar) kuchlanish konsentratorlari bo'lib xizmat qilishi mumkin. Bu qo'shimchalar va shisha matritsasi o'rtasidagi issiqlik kengayishi yoki elastikligidagi farqlar mahalliy ichki kuchlanishni keltirib chiqaradi. Yoriqlar ko'pincha bu nuqsonlarning chekkalarida paydo bo'ladi.
2. Mikro yoriqlar va strukturaviy kamchiliklar:
Xom ashyodagi yoki eritish jarayonidagi aralashmalar yoki nuqsonlar ichki mikro yoriqlarga olib kelishi mumkin. Mexanik yuklar yoki termal sikl ta'sirida yoriq uchlaridagi kuchlanish konsentratsiyasi yoriqlarning tarqalishini kuchaytirishi va materialning yaxlitligini pasaytirishi mumkin.
Joylashtirilgan vaqt: 2025-yil 4-iyul