1. Soyutma Zamanı Termal Stress (Əsas Səbəb)
Əridilmiş kvars qeyri-bərabər temperatur şəraitində gərginlik yaradır. İstənilən temperaturda əridilmiş kvarsın atom quruluşu nisbətən "optimal" fəza konfiqurasiyasına çatır. Temperatur dəyişdikcə atom boşluğu müvafiq olaraq dəyişir - bu fenomen ümumiyyətlə istilik genişlənməsi adlanır. Əridilmiş kvars qeyri-bərabər qızdırıldıqda və ya soyudulduqda qeyri-bərabər genişlənmə baş verir.
Termal gərginlik adətən daha isti bölgələr genişlənməyə çalışdıqda, lakin ətrafdakı soyuq zonalarla məhdudlaşdıqda yaranır. Bu, adətən zədələnməyə səbəb olmayan sıxılma gərginliyi yaradır. Əgər temperatur şüşəni yumşaltmaq üçün kifayət qədər yüksəkdirsə, gərginlik aradan qaldırıla bilər. Lakin, soyutma sürəti çox sürətlidirsə, özlülük sürətlə artır və daxili atom quruluşu azalan temperatura vaxtında uyğunlaşa bilmir. Bu, dartılma gərginliyinə səbəb olur ki, bu da sınıqlara və ya sıradan çıxmalara səbəb olma ehtimalı daha yüksəkdir.
Bu cür gərginlik temperatur düşdükcə güclənir və soyutma prosesinin sonunda yüksək səviyyələrə çatır. Kvars şüşəsinin 10^4.6 poise-dən yuxarı özlülüyə çatdığı temperatur adlanır.gərginlik nöqtəsiBu nöqtədə, materialın özlülüyü o qədər yüksəkdir ki, daxili gərginlik effektiv şəkildə kilidlənir və artıq yox ola bilmir.
2. Faza Keçidi və Struktur Rahatlamadan Gələn Stress
Metastabil Struktur Relaksasiyası:
Əridilmiş kvarsda yüksək dərəcədə nizamsız atom düzülüşü nümayiş etdirilir. Soyuduqdan sonra atomlar daha sabit bir konfiqurasiyaya doğru boşalmağa meyllidirlər. Lakin, şüşəli vəziyyətin yüksək özlülüyü atom hərəkətinə mane olur və nəticədə metastabil daxili quruluş yaranır və relaksasiya stressi yaranır. Zamanla bu stress yavaş-yavaş sərbəst buraxıla bilər ki, bu da ... kimi tanınır.şüşənin yaşlanması.
Kristallaşma meyli:
Əridilmiş kvars müəyyən temperatur diapazonlarında (məsələn, kristallaşma temperaturuna yaxın) uzun müddət saxlanılarsa, mikrokristallaşma baş verə bilər - məsələn, kristobalit mikrokristallarının çökməsi. Kristal və amorf fazalar arasındakı həcm uyğunsuzluğu yaradırfaza keçid gərginliyi.
3. Mexaniki Yük və Xarici Qüvvə
1. Emaldan qaynaqlanan stress:
Kəsmə, üyütmə və ya cilalama zamanı tətbiq olunan mexaniki qüvvələr səth qəfəsinin deformasiyasına və emal gərginliyinə səbəb ola bilər. Məsələn, üyütmə çarxı ilə kəsmə zamanı kənarda lokal istilik və mexaniki təzyiq gərginlik konsentrasiyasına səbəb olur. Qazma və ya yarıqlama zamanı düzgün olmayan üsullar çatların başlanğıc nöqtələri kimi xidmət edən kəsiklərdə gərginlik konsentrasiyalarına səbəb ola bilər.
2. Xidmət Şərtlərindən qaynaqlanan Stress:
Struktur material kimi istifadə edildikdə, əridilmiş kvars təzyiq və ya əyilmə kimi mexaniki yüklər səbəbindən makro miqyaslı gərginliyə məruz qala bilər. Məsələn, kvars şüşə qabları ağır məzmunu saxlayarkən əyilmə gərginliyinə məruz qala bilər.
4. Termal şok və sürətli temperatur dalğalanması
1. Sürətli İstilik/Soyutma nəticəsində yaranan ani gərginlik:
Əridilmiş kvarsın istilik genişlənmə əmsalı çox aşağı olsa da (~0.5×10⁻⁶/°C), temperaturun sürətli dəyişməsi (məsələn, otaq temperaturundan yüksək temperaturlara qədər qızma və ya buzlu suya batırma) yenə də dik yerli temperatur qradiyentlərinə səbəb ola bilər. Bu qradiyentlər qəfil istilik genişlənməsinə və ya daralmasına səbəb olur və ani istilik gərginliyi yaradır. Ümumi bir nümunə, istilik şoku səbəbindən laboratoriya kvars qablarının sınığıdır.
2. Dövri Termal Yorğunluq:
Uzunmüddətli, təkrarlanan temperatur dalğalanmalarına məruz qaldıqda - məsələn, soba örtüklərində və ya yüksək temperaturlu baxış pəncərələrində - əridilmiş kvars dövri genişlənmə və büzülməyə məruz qalır. Bu, yorğunluq stressinin toplanmasına, yaşlanmanın sürətlənməsinə və çatlama riskinə səbəb olur.
5. Kimyəvi yolla yaranan stress
1. Korroziya və Ərimə Stressi:
Əridilmiş kvars güclü qələvi məhlullarla (məsələn, NaOH) və ya yüksək temperaturlu turşu qazları ilə (məsələn, HF) təmasda olduqda, səth korroziyası və əriməsi baş verir. Bu, struktur vahidliyini pozur və kimyəvi stressə səbəb olur. Məsələn, qələvi korroziyası səth həcminin dəyişməsinə və ya mikro çatların əmələ gəlməsinə səbəb ola bilər.
2. Ürək-damar xəstəliklərindən qaynaqlanan stress:
Əridilmiş kvars üzərinə örtüklərin (məsələn, SiC) çökdürülməsini təmin edən Kimyəvi Buxar Çökdürmə (CVD) prosesləri, iki material arasında istilik genişlənmə əmsalları və ya elastiklik modullarındakı fərqlərə görə səthlərarası gərginlik yarada bilər. Soyutma zamanı bu gərginlik örtüyün və ya substratın delaminasiyasına və ya çatlamasına səbəb ola bilər.
6. Daxili qüsurlar və çirklər
1. Qabarcıqlar və Əlavələr:
Ərimə zamanı daxil olan qalıq qaz qabarcıqları və ya çirklər (məsələn, metal ionları və ya əriməmiş hissəciklər) gərginlik konsentratorları kimi xidmət edə bilər. Bu daxilolmalar və şüşə matrisi arasında istilik genişlənməsi və ya elastiklikdəki fərqlər lokal daxili gərginlik yaradır. Çatlar çox vaxt bu qüsurların kənarlarında yaranır.
2. Mikro çatlar və struktur qüsurları:
Xammaldakı və ya ərimə prosesindəki çirklər və ya qüsurlar daxili mikro çatlara səbəb ola bilər. Mexaniki yüklər və ya istilik dövrü altında çat uclarında gərginlik konsentrasiyası çatların yayılmasını təşviq edə və materialın bütövlüyünü azalda bilər.
Yazı vaxtı: 04 İyul 2025