1. Stress Thermal Salila Cooling (Asal Primer)
Fused quartz ngahasilkeun stress dina kaayaan suhu non-seragam. Dina sagala suhu dibikeun, struktur atom tina quartz lebur ngahontal konfigurasi spasial rélatif "optimal". Salaku parobahan suhu, jarak atom robah sasuai - fenomena ilahar disebut ékspansi termal. Nalika quartz lebur teu rata dipanaskeun atawa tiis, ékspansi non-seragam lumangsung.
Stress termal biasana timbul nalika daérah anu langkung panas nyobian ngalegaan tapi diwatesan ku zona anu langkung tiis. Ieu nyiptakeun stress compressive, nu biasana teu ngabalukarkeun karuksakan. Upami suhu cukup luhur pikeun ngalembutkeun gelas, setrésna tiasa dileungitkeun. Sanajan kitu, lamun laju cooling teuing gancang, viskositas naek gancang, sarta struktur atom internal teu bisa nyaluyukeun kana waktu nurunna suhu. Ieu ngakibatkeun stress tensile, nu leuwih gampang ngabalukarkeun fractures atawa gagal.
Stress sapertos kitu intensif nalika suhu turun, ngahontal tingkat anu luhur dina ahir prosés pendinginan. Suhu dimana kaca kuarsa ngahontal viskositas luhur 10^4,6 poise disebut salakutitik galur. Dina titik ieu, viskositas bahan jadi luhur sahingga stress internal jadi éféktif dikonci di na teu bisa dissipate deui.
2. Stress ti Fase Transisi jeung Rélaxasi Struktural
Rélaxasi Struktur Metastabil:
Dina kaayaan lebur, quartz lebur némbongkeun susunan atom pisan disordered. Saatos cooling, atom condong bersantai nuju konfigurasi leuwih stabil. Tapi, viskositas luhur kaayaan kaca ngahalangan gerakan atom, hasilna struktur internal métastabil sarta ngahasilkeun stress rélaxasi. Kana waktu, stress ieu bisa lalaunan dileupaskeun, fenomena katelahsepuh kaca.
Kacenderungan kristalisasi:
Lamun kuarsa lebur dilaksanakeun dina rentang suhu nu tangtu (saperti deukeut hawa kristalisasi) pikeun période nambahan, microcrystallization bisa lumangsung-contona, présipitasi microcrystals cristobalite. The mismatch volumetric antara kristalin jeung fase amorf nyiptakeuntegangan transisi fase.
3. Beban mékanis jeung gaya éksternal
1. Stress tina Ngolah:
Gaya mékanis anu diterapkeun nalika motong, ngagiling, atanapi ngagosok tiasa ngenalkeun distorsi kisi permukaan sareng ngolah setrés. Salaku conto, nalika motong sareng roda ngagiling, panas lokal sareng tekanan mékanis di tepi nyababkeun konsentrasi setrés. Téhnik anu teu leres dina pangeboran atanapi slotting tiasa nyababkeun konsentrasi setrés dina notches, janten titik inisiasi retakan.
2. Stress tina Kaayaan Palayanan:
Nalika dianggo salaku bahan struktural, kuarsa anu lebur tiasa ngalaman setrés skala makro kusabab beban mékanis sapertos tekanan atanapi bending. Contona, gelas kuarsa bisa ngamekarkeun stress bending nalika nahan eusi beurat.
4. Shock termal jeung Fluktuasi Suhu Rapid
1. Stress sakedapan tina Pemanasan Rapid / Cooling:
Sanajan quartz lebur boga koefisien ékspansi termal pisan low (~ 0,5 × 10⁻⁶ / ° C), parobahan suhu gancang (misalna pemanasan tina suhu kamar ka suhu luhur, atawa immersion dina cai és) masih bisa ngabalukarkeun gradién suhu lokal lungkawing. Gradién ieu nyababkeun ékspansi atanapi kontraksi termal ngadadak, ngahasilkeun setrés termal sakedapan. Conto umum nyaéta fracturing quartzware laboratorium alatan shock termal.
2. Kacapean Termal Siklik:
Lamun kakeunaan jangka panjang, fluctuations hawa terus-terusan-sapertos dina linings tungku atawa-suhu luhur nempo windows-kuarz lebur ngalaman ékspansi siklik sarta kontraksi. Ieu ngakibatkeun akumulasi stress kacapean, accelerating sepuh sarta résiko cracking.
5. Kimia ngainduksi Stress
1. Korosi jeung Disolusi Stress:
Nalika quartz lebur datang kana kontak jeung solusi basa kuat (misalna NaOH) atawa-suhu luhur gas asam (misalna HF), korosi permukaan jeung disolusi lumangsung. Ieu ngaganggu keseragaman struktur sareng nyababkeun setrés kimiawi. Contona, korosi alkali bisa ngakibatkeun parobahan volume permukaan atawa formasi microcrack.
2. Stress ngainduksi CVD:
Déposisi Uap Kimia (CVD) prosés nu deposit coatings (misalna, SiC) kana quartz lebur bisa ngawanohkeun stress interfacial alatan béda dina koefisien ékspansi termal atawa moduli elastis antara dua bahan. Salila cooling, stress ieu bisa ngabalukarkeun delamination atawa cracking tina palapis atawa substrat.
6. Cacat internal sareng Kotoran
1. Gelembung sareng Inklusi:
Gelembung gas sésa-sésa atawa najis (contona, ion logam atawa partikel anu teu dilebur) anu diwanohkeun dina mangsa lebur bisa dijadikeun konséntrator setrés. Bédana ékspansi termal atanapi élastisitas antara inklusi ieu sareng matriks kaca nyiptakeun setrés internal lokal. Retakan sering dimimitian dina edges of imperfections ieu.
2. Microcracks sareng Cacat Struktural:
Kotoran atanapi cacad dina bahan baku atanapi tina prosés lebur tiasa nyababkeun retakan mikro internal. Dina beban mékanis atanapi siklus termal, konsentrasi setrés dina tip retakan tiasa ngamajukeun rambatan retakan, ngirangan integritas bahan.
waktos pos: Jul-04-2025