1. Муздатуу учурундагы жылуулук стресси (негизги себеп)
Эритилген кварц бирдей эмес температура шарттарында чыңалууну пайда кылат. Кайсы бир температурада эритилген кварцтын атомдук түзүлүшү салыштырмалуу "оптималдуу" мейкиндик конфигурациясына жетет. Температура өзгөргөн сайын атомдук аралык ошого жараша өзгөрөт — бул кубулуш көбүнчө жылуулук кеңейүү деп аталат. Эритилген кварц бирдей эмес ысытылганда же муздатылганда, бирдей эмес кеңейүү пайда болот.
Термикалык стресс, адатта, ысык аймактар кеңейүүгө аракет кылганда, бирок айланадагы муздак зоналар менен чектелгенде пайда болот. Бул кысуу стрессин жаратат, ал адатта зыян келтирбейт. Эгерде температура айнекти жумшартуу үчүн жетиштүү жогору болсо, стрессти азайтууга болот. Бирок, эгерде муздатуу ылдамдыгы өтө тез болсо, илешкектик тездик менен жогорулайт жана ички атомдук түзүлүш температуранын төмөндөшүнө өз убагында көнө албайт. Бул созулуунун стрессине алып келет, ал сыныктарга же бузулууга алып келиши мүмкүн.
Мындай чыңалуу температура төмөндөгөн сайын күчөйт, муздатуу процессинин аягында жогорку деңгээлге жетет. Кварц айнеги 10^4,6 пуадан жогору илешкектүүлүккө жеткен температура деп аталат.чыңалуу чекитиБул учурда, материалдын илешкектиги ушунчалык жогору болгондуктан, ички чыңалуу натыйжалуу түрдө бекитилип, мындан ары тарай албай калат.
2. Фазалык өткөөлдөн жана структуралык релаксациядан келип чыккан стресс
Метастабилдүү структуралык релаксация:
Эриген абалда эриген кварц өтө башаламан атомдук жайгашууну көрсөтөт. Муздаганда атомдор туруктуураак конфигурацияга карай бошоңдошот. Бирок, айнек сымал абалдын жогорку илешкектүүлүгү атомдук кыймылга тоскоол болуп, метастабилдүү ички түзүлүшкө алып келип, релаксациялык стрессти пайда кылат. Убакыттын өтүшү менен бул стресс акырындык менен бошотулушу мүмкүн, бул кубулуш ... деп аталат.айнектин эскириши.
Кристаллдашуу тенденциясы:
Эгерде эритилген кварц белгилүү бир температура диапазондорунда (мисалы, кристаллдашуу температурасына жакын) узак убакыт бою кармалса, микрокристаллдашуу жүрүшү мүмкүн, мисалы, кристобалит микрокристаллдарынын чөкмөсү. Кристаллдык жана аморфтук фазалардын ортосундагы көлөмдүк дал келбестик төмөнкүлөрдү жарататфазалык өткөөл стресс.
3. Механикалык жүк жана тышкы күч
1. Иштетүүдөн келип чыккан стресс:
Кесүү, майдалоо же жылтыратуу учурунда колдонулган механикалык күчтөр беттик торчонун деформациясын жана иштетүү стрессин пайда кылышы мүмкүн. Мисалы, жылмалоочу дөңгөлөк менен кесүү учурунда, четиндеги локалдашкан жылуулук жана механикалык басым стресс концентрациясын пайда кылат. Бургулоодо же оюк жасоодо туура эмес ыкмалар жаракалардын пайда болуу чекиттери катары кызмат кылып, оюктарда стресс концентрациясына алып келиши мүмкүн.
2. Кызмат көрсөтүү шарттарынан келип чыккан стресс:
Курулуш материалы катары колдонулганда, эритилген кварц басым же ийилүү сыяктуу механикалык жүктөмдөрдөн улам макро масштабдуу чыңалууну сезиши мүмкүн. Мисалы, кварц айнек идиштеринде оор нерселерди кармаганда ийилүү чыңалуусу пайда болушу мүмкүн.
4. Термикалык шок жана температуранын кескин өзгөрүшү
1. Тез жылытуудан/муздатуудан келип чыккан заматта пайда болгон стресс:
Эритилген кварцтын жылуулук кеңейүү коэффициенти өтө төмөн болгону менен (~0,5×10⁻⁶/°C), температуранын тез өзгөрүшү (мисалы, бөлмө температурасынан жогорку температурага чейин ысытуу же муздуу сууга чөмүлүү) жергиликтүү температуранын кескин градиенттерине алып келиши мүмкүн. Бул градиенттер күтүүсүз жылуулук кеңейүүсүнө же кысылышына алып келип, заматта жылуулук чыңалуусун пайда кылат. Жалпы мисал катары жылуулук шоктон улам лабораториялык кварц идиштеринин сынышын келтирүүгө болот.
2. Циклдик термикалык чарчоо:
Узак мөөнөттүү, кайталануучу температуранын өзгөрүшүнө дуушар болгондо — мисалы, мештин каптамаларында же жогорку температурадагы көрүү терезелеринде — эритилген кварц циклдик кеңейүүгө жана кысылууга дуушар болот. Бул чарчоо стрессинин топтолушуна, картаюунун тездешине жана жарака кетүү коркунучуна алып келет.
5. Химиялык жол менен пайда болгон стресс
1. Коррозия жана эрүү стресси:
Эритилген кварц күчтүү щелочтуу эритмелер (мисалы, NaOH) же жогорку температурадагы кислоталуу газдар (мисалы, HF) менен байланышканда, беттик коррозия жана эрүү пайда болот. Бул структуралык бирдейликти бузат жана химиялык стрессти пайда кылат. Мисалы, щелочтуу коррозия беттик көлөмдүн өзгөрүшүнө же микрожарыкалардын пайда болушуна алып келиши мүмкүн.
2. Жүрөк-кан тамыр оорулары (ЖКС) менен шартталган стресс:
Эритилген кварцтын үстүнө каптамаларды (мисалы, SiC) чөктүрүүчү химиялык буу чөктүрүү (ХБЧ) процесстери эки материалдын ортосундагы жылуулук кеңейүү коэффициенттеринин же серпилгичтик модулдарынын айырмачылыктарынан улам беттик чыңалууну жаратышы мүмкүн. Муздатуу учурунда бул чыңалуу каптаманын же негиздин деламинациясына же жарака кетишине алып келиши мүмкүн.
6. Ички кемчиликтер жана кошулмалар
1. Көбүкчөлөр жана кошулмалар:
Эритүү учурунда кошулган калдык газ көбүкчөлөрү же кошулмалар (мисалы, металл иондору же эрибеген бөлүкчөлөр) чыңалуу концентраторлору катары кызмат кыла алат. Бул кошулмалар менен айнек матрицасынын ортосундагы жылуулук кеңейүүсүндөгү же ийкемдүүлүгүндөгү айырмачылыктар локалдашкан ички чыңалууну жаратат. Жаракалар көбүнчө ушул кемчиликтердин четтеринен башталат.
2. Микрожарыктар жана структуралык кемчиликтер:
Чийки заттагы же эрүү процессиндеги аралашмалар же кемчиликтер ички микрожарыктарга алып келиши мүмкүн. Механикалык жүктөмдөр же жылуулук цикли астында жаракалардын учтарындагы чыңалуу концентрациясы жаракалардын жайылышына өбөлгө түзүп, материалдын бүтүндүгүн төмөндөтүшү мүмкүн.
Жарыяланган убактысы: 2025-жылдын 4-июлу