1. Soyutma zamanı termal gərginlik (əsas səbəb)
Birləşdirilmiş kvars qeyri-bərabər temperatur şəraitində stress yaradır. İstənilən temperaturda əridilmiş kvarsın atom quruluşu nisbətən "optimal" məkan konfiqurasiyasına çatır. Temperatur dəyişdikcə, atom məsafəsi müvafiq olaraq dəyişir - bu fenomen adətən istilik genişlənməsi adlanır. Ərimiş kvars qeyri-bərabər qızdırıldıqda və ya soyuduqda qeyri-bərabər genişlənmə baş verir.
Termal gərginlik adətən daha isti bölgələr genişlənməyə çalışdıqda, lakin ətrafdakı soyuq zonalar tərəfindən məhdudlaşdırıldıqda yaranır. Bu, adətən zərər verməyən sıxılma gərginliyi yaradır. Temperatur şüşəni yumşaltmaq üçün kifayət qədər yüksək olarsa, gərginliyi aradan qaldırmaq olar. Lakin, soyutma sürəti çox sürətli olarsa, özlülük sürətlə artır və daxili atom quruluşu azalan temperatura vaxtında uyğunlaşa bilməz. Bu, sınıqlara və ya uğursuzluğa səbəb olma ehtimalı daha yüksək olan dartılma stressi ilə nəticələnir.
Belə gərginlik temperaturun aşağı düşməsi ilə güclənir və soyutma prosesinin sonunda yüksək səviyyələrə çatır. Kvars şüşəsinin özlülüyü 10^4,6-dan yuxarı olan temperatura temperatur deyilir.gərginlik nöqtəsi. Bu nöqtədə materialın özlülüyü o qədər yüksəkdir ki, daxili gərginlik effektiv şəkildə kilidlənir və artıq dağılmır.
2. Faza keçidindən və Struktur Relaksasiyadan Stress
Metastabil Struktur Relaksasiya:
Ərinmiş vəziyyətdə ərimiş kvars olduqca nizamsız bir atom quruluşu nümayiş etdirir. Soyuduqdan sonra atomlar daha sabit konfiqurasiyaya doğru rahatlaşır. Bununla belə, şüşəli vəziyyətin yüksək özlülüyü atomların hərəkətinə mane olur, nəticədə metastabil daxili struktur yaranır və relaksasiya stressi yaranır. Zamanla bu stress yavaş-yavaş sərbəst buraxıla bilər, bu fenomen olaraq bilinirşüşə yaşlanması.
Kristallaşma meyli:
Əgər əridilmiş kvars müəyyən temperatur diapazonlarında (məsələn, kristallaşma temperaturuna yaxın) uzun müddət saxlanılarsa, mikrokristallaşma baş verə bilər, məsələn, kristobalit mikrokristallarının çökməsi. Kristal və amorf fazalar arasında həcm uyğunsuzluğu yaradırfaza keçid stressi.
3. Mexaniki yük və xarici qüvvə
1. Emal zamanı yaranan stress:
Kəsmə, daşlama və ya cilalama zamanı tətbiq olunan mexaniki qüvvələr səth şəbəkəsinin təhrifinə və emal gərginliyinə səbəb ola bilər. Məsələn, daşlama çarxı ilə kəsmə zamanı lokallaşdırılmış istilik və kənarda mexaniki təzyiq gərginliyin konsentrasiyasına səbəb olur. Qazma və ya yivlərdə düzgün olmayan üsullar çatlaqların başlanğıc nöqtəsi kimi xidmət edən çentiklərdə gərginlik konsentrasiyalarına səbəb ola bilər.
2. Xidmət Şərtlərindən Stress:
Struktur material kimi istifadə edildikdə, əridilmiş kvars təzyiq və ya əyilmə kimi mexaniki yüklərə görə makromiqyaslı streslə üzləşə bilər. Məsələn, kvars şüşə qablar ağır məzmunu saxlayarkən əyilmə gərginliyi yarada bilər.
4. Termal Şok və Temperaturun Sürətli Dəyişməsi
1. Sürətli isitmə/soyutma nəticəsində yaranan ani stress:
Ərimiş kvarsın çox aşağı istilik genişlənmə əmsalına (~0,5×10⁻⁶/°C) malik olmasına baxmayaraq, temperaturun sürətli dəyişməsi (məsələn, otaq temperaturundan yüksək temperatura qədər qızdırma və ya buzlu suya batırılma) yenə də kəskin yerli temperatur gradientlərinə səbəb ola bilər. Bu gradientlər ani termal gərginlik yaradaraq ani termal genişlənmə və ya daralma ilə nəticələnir. Ümumi bir nümunə, termik şok səbəbiylə laboratoriya kvars qablarının qırılmasıdır.
2. Dövrlü Termal Yorğunluq:
Uzunmüddətli, təkrarlanan temperatur dalğalanmalarına məruz qaldıqda, məsələn, sobanın astarlarında və ya yüksək temperaturlu baxış pəncərələrində - əridilmiş kvars dövri genişlənmə və büzülməyə məruz qalır. Bu, yorğunluq stresinin yığılmasına, qocalmanın sürətlənməsinə və çatlama riskinə səbəb olur.
5. Kimyəvi səbəblərdən yaranan stress
1. Korroziya və ərimə gərginliyi:
Ərimiş kvars güclü qələvi məhlullarla (məsələn, NaOH) və ya yüksək temperaturlu turşu qazlarla (məsələn, HF) təmasda olduqda səth korroziyası və həlli baş verir. Bu, struktur vahidliyini pozur və kimyəvi gərginliyə səbəb olur. Məsələn, qələvi korroziya səthin həcminin dəyişməsinə və ya mikro çatların əmələ gəlməsinə səbəb ola bilər.
2. CVD ilə bağlı stress:
Kimyəvi Buxar Çöküntüsü (CVD) örtüklərin (məsələn, SiC) əridilmiş kvars üzərinə çökdürülməsi prosesləri iki material arasında istilik genişlənmə əmsalları və ya elastik modullardakı fərqlər səbəbindən interfasial gərginlik yarada bilər. Soyutma zamanı bu gərginlik örtük və ya substratın təbəqələşməsinə və ya çatlamasına səbəb ola bilər.
6. Daxili qüsurlar və çirklər
1. Baloncuklar və daxilolmalar:
Ərimə zamanı daxil olan qalıq qaz qabarcıqları və ya çirkləri (məsələn, metal ionları və ya əriməmiş hissəciklər) gərginlik konsentratorları kimi xidmət edə bilər. Bu daxilolmalar və şüşə matris arasında istilik genişlənməsi və ya elastiklik fərqləri lokallaşdırılmış daxili gərginlik yaradır. Bu qüsurların kənarlarında tez-tez çatlar başlayır.
2. Mikro çatlar və struktur qüsurları:
Xammaldakı və ya ərimə prosesindəki çirklər və ya qüsurlar daxili mikro çatlarla nəticələnə bilər. Mexanik yüklər və ya istilik dövriyyəsi altında çatların uclarında gərginlik konsentrasiyası çatların yayılmasını təşviq edərək materialın bütövlüyünü azalda bilər.
Göndərmə vaxtı: 04 iyul 2025-ci il