1. Stress Termal Sajrone Pendinginan (Panyebab Utama)
Fused quartz ngasilake stres ing kondisi suhu sing ora seragam. Ing suhu tartamtu, struktur atom saka kuarsa sing digabung tekan konfigurasi spasial sing relatif "optimal". Minangka owah-owahan suhu, jarak atom ngobahake - sawijining fenomena sing umum diarani ekspansi termal. Nalika kuarsa sing digabungake ora rata utawa digawe adhem, ekspansi sing ora seragam kedadeyan.
Tekanan termal biasane muncul nalika wilayah sing luwih panas nyoba nggedhekake nanging dibatasi dening zona sing luwih adhem. Iki nggawe stres kompresif, sing biasane ora nyebabake karusakan. Yen suhu cukup dhuwur kanggo ngresiki kaca, stres bisa diilangi. Nanging, yen tingkat cooling cepet banget, viskositas mundhak kanthi cepet, lan struktur atom internal ora bisa nyetel ing wektu kanggo suhu mudun. Iki nyebabake stres tensile, sing luwih cenderung nyebabake fraktur utawa gagal.
Kaku kaya ngono mundhak nalika suhu mudhun, tekan tingkat dhuwur ing pungkasan proses pendinginan. Suhu ing ngendi kaca kuarsa tekan viskositas ndhuwur 10 ^ 4,6 poise diarani minangkatitik regangan. Ing wektu iki, viskositas materi kasebut dhuwur banget, mula stres internal bisa dikunci kanthi efektif lan ora bisa ilang maneh.
2. Stress saka Transisi Fase lan Relaksasi Struktural
Relaksasi Struktur Metastabil:
Ing negara cair, kuarsa sing digabung nuduhake susunan atom sing ora teratur. Sawise adhem, atom cenderung santai menyang konfigurasi sing luwih stabil. Nanging, viskositas dhuwur saka negara kaca ngalangi gerakan atom, nyebabake struktur internal metastabil lan ngasilake stres istirahat. Sajrone wektu, stres iki bisa dibebasake alon-alon, fenomena sing dikenal minangkakaca tuwa.
Tendensi kristalisasi:
Yen kuarsa gabungan ditahan ing sawetara suhu tartamtu (kayata cedhak suhu kristalisasi) kanggo wektu sing luwih dawa, microcrystallization bisa kedadeyan-contone, udan mikrokristal kristal. Ora cocog volumetrik antarane fase kristal lan amorf nggawetegangan transisi fase.
3. Beban mekanik lan gaya njaba
1. Stress saka Processing:
Pasukan mekanik sing ditrapake sajrone nglereni, nggiling, utawa polishing bisa ngenalake distorsi kisi permukaan lan stres pangolahan. Contone, nalika nglereni kanthi roda nggiling, panas lokal lan tekanan mekanik ing pinggir nyebabake konsentrasi stres. Techniques salah ing pengeboran utawa slotting bisa mimpin kanggo konsentrasi kaku ing notches, serves minangka titik wiwitan retak.
2. Stress saka Ketentuan Layanan:
Nalika digunakake minangka bahan struktural, kuarsa sing digabung bisa ngalami stres skala makro amarga beban mekanik kayata tekanan utawa mlengkung. Umpamane, barang kaca kuarsa bisa nyebabake stres mlengkung nalika nahan konten sing abot.
4. Kejut Termal lan Fluktuasi Suhu Rapid
1. Stress cepet saka Pemanasan/Pendingin Cepet:
Sanajan kuarsa sing digabung nduweni koefisien ekspansi termal sing sithik banget (~ 0,5 × 10⁻⁶/°C), owah-owahan suhu kanthi cepet (contone, pemanasan saka suhu kamar nganti temperatur dhuwur, utawa kecemplung ing banyu es) isih bisa nyebabake gradien suhu lokal sing curam. Gradien iki nyebabake ekspansi utawa kontraksi termal dadakan, ngasilake stres termal langsung. Conto umum yaiku fraktur kuarsa laboratorium amarga kejut termal.
2. Siklik Thermal Fatigue:
Nalika kena pengaruh fluktuasi suhu sing terus-terusan - kayata ing lapisan tungku utawa jendhela tampilan suhu dhuwur - kuarsa sing digabung ngalami ekspansi lan kontraksi siklik. Iki nyebabake akumulasi stres kesel, nyepetake penuaan lan risiko retak.
5. Kaku sing disebabake kimia
1. Korosi lan Dissolution Stress:
Nalika kwarsa sing digabung dadi kontak karo larutan alkali sing kuwat (contone, NaOH) utawa gas asam suhu dhuwur (contone, HF), korosi permukaan lan pembubaran kedadeyan. Iki ngganggu keseragaman struktur lan nyebabake stres kimia. Contone, korosi alkali bisa nyebabake owah-owahan volume permukaan utawa pembentukan microcrack.
2. Stres sing Disebabake CVD:
Deposisi Uap Kimia (CVD) pangolahan sing nutupi lapisan (umpamane, SiC) menyang kuarsa sing digabung bisa nyebabake stres antarmuka amarga beda koefisien ekspansi termal utawa modulus elastis ing antarane rong bahan kasebut. Sajrone cooling, stres iki bisa nyebabake delaminasi utawa retak lapisan utawa substrate.
6. Cacat internal lan impurities
1. Gelembung lan Inklusi:
Sisa gelembung gas utawa rereged (contone, ion metalik utawa partikel sing ora dilebur) sing ditepungake nalika leleh bisa dadi konsentrator stres. Beda ing ekspansi termal utawa elastisitas antarane inklusi kasebut lan matriks kaca nggawe stres internal lokal. Retak asring diwiwiti ing pinggir cacat kasebut.
2. Microcracks lan Cacat Struktural:
Kotoran utawa cacat ing bahan mentah utawa saka proses leleh bisa nyebabake microcracks internal. Ing beban mekanik utawa siklus termal, konsentrasi stres ing tips retak bisa ningkatake panyebaran retak, nyuda integritas materi.
Wektu kirim: Jul-04-2025