1. Termika Streso Dum Malvarmigo (Ĉefa Kaŭzo)
Fandita kvarco generas streĉon sub neunuformaj temperaturkondiĉoj. Ĉe iu ajn temperaturo, la atomstrukturo de fandita kvarco atingas relative "optimuman" spacan konfiguracion. Dum temperaturo ŝanĝiĝas, la atominterspaco ŝanĝiĝas laŭe - fenomeno ofte nomata termika ekspansio. Kiam fandita kvarco estas malegale varmigita aŭ malvarmigita, okazas neunuforma ekspansio.
Termika streĉo tipe ekestas kiam pli varmaj regionoj provas disetendiĝi sed estas limigitaj de ĉirkaŭaj pli malvarmaj zonoj. Tio kreas kunpreman streĉon, kiu kutime ne kaŭzas damaĝon. Se la temperaturo estas sufiĉe alta por moligi la vitron, la streĉo povas esti malpezigita. Tamen, se la malvarmiĝrapideco estas tro rapida, la viskozeco rapide pliiĝas, kaj la interna atomstrukturo ne povas adaptiĝi ĝustatempe al la malkreskanta temperaturo. Tio rezultas en streĉa streĉo, kiu multe pli verŝajne kaŭzos frakturojn aŭ difekton.
Tia streĉo intensiĝas kiam la temperaturo malaltiĝas, atingante altajn nivelojn ĉe la fino de la malvarmigprocezo. La temperaturo, ĉe kiu kvarcvitro atingas viskozecon super 10^4.6 poiseoj, estas nomata lastreĉpunktoJe ĉi tiu punkto, la viskozeco de la materialo estas tiel alta, ke la interna streĉo iĝas efike ŝlosita kaj jam ne povas disipi.
2. Streso pro Faztransiro kaj Struktura Malstreĉiĝo
Metastabila Struktura Malstreĉiĝo:
En la fandita stato, fandita kvarco montras tre malordajn atomajn aranĝojn. Post malvarmiĝo, atomoj emas malstreĉiĝi al pli stabila konfiguracio. Tamen, la alta viskozeco de la vitra stato malhelpas atommovadon, rezultante en metastabila interna strukturo kaj generante malstreĉiĝan streĉon. Kun la tempo, ĉi tiu streĉo povas malrapide liberiĝi, fenomeno konata kielvitromaljuniĝo.
Kristaliĝa Tendenco:
Se fandita kvarco estas tenata ene de certaj temperaturintervaloj (kiel ekzemple proksime al la kristaliĝa temperaturo) dum plilongigitaj periodoj, mikrokristaliĝo povas okazi - ekzemple, la precipitaĵo de kristobalitaj mikrokristaloj. La volumetra misagordo inter kristalaj kaj amorfaj fazoj kreasfaztransira streso.
3. Mekanika Ŝarĝo kaj Ekstera Forto
1. Streso pro Prilaborado:
Mekanikaj fortoj aplikitaj dum tranĉado, muelado aŭ polurado povas enkonduki surfacan kradmisprezenton kaj prilaboran streĉon. Ekzemple, dum tranĉado per muelilo, lokigita varmo kaj mekanika premo ĉe la rando induktas streĉkoncentriĝon. Malĝustaj teknikoj en borado aŭ kanelado povas konduki al streĉkoncentriĝoj ĉe noĉoj, servantaj kiel fendetaj komencpunktoj.
2. Streso pro Servokondiĉoj:
Kiam uzata kiel struktura materialo, fandita kvarco povas sperti makro-skalan streĉon pro mekanikaj ŝarĝoj kiel premo aŭ fleksado. Ekzemple, kvarcvitro povas evoluigi fleksan streĉon dum tenado de peza enhavo.
4. Termika ŝoko kaj rapida temperaturfluktuo
1. Tuja Streso pro Rapida Varmiĝo/Malvarmiĝo:
Kvankam fandita kvarco havas tre malaltan termikan ekspansian koeficienton (~0,5×10⁻⁶/°C), rapidaj temperaturŝanĝoj (ekz., varmigo de ĉambra temperaturo al altaj temperaturoj, aŭ mergado en glaciakvo) tamen povas kaŭzi krutajn lokajn temperaturgradientojn. Ĉi tiuj gradientoj rezultas en subita termika ekspansio aŭ kuntiriĝo, produktante tujan termikan streĉon. Ofta ekzemplo estas la rompiĝo de laboratoriaj kvarcmaterialoj pro termika ŝoko.
2. Cikla Termika Laceco:
Kiam eksponita al longdaŭraj, ripetaj temperaturfluktuoj — kiel ekzemple en fornegaj tegaĵoj aŭ alttemperaturaj vidfenestroj — fandita kvarco spertas ciklan ekspansion kaj kuntiriĝon. Tio kondukas al akumuliĝo de laceca streso, akcelante maljuniĝon kaj la riskon de fendetiĝo.
5. Kemie Induktita Streso
1. Korodo kaj Dissolva Streso:
Kiam fandita kvarco kontaktas fortajn alkalajn solvaĵojn (ekz., NaOH) aŭ alttemperaturajn acidajn gasojn (ekz., HF), okazas surfaca korodo kaj dissolvo. Tio interrompas strukturan homogenecon kaj induktas kemian streson. Ekzemple, alkala korodo povas konduki al ŝanĝoj en surfaca volumeno aŭ formado de mikrofendoj.
2. KVM-induktita streso:
Kemia Vapora Deponado (KVD) procezoj, kiuj deponas tegaĵojn (ekz., SiC) sur fanditan kvarcon, povas enkonduki interfacan streĉon pro diferencoj en termikaj ekspansiaj koeficientoj aŭ elastaj moduloj inter la du materialoj. Dum malvarmigo, ĉi tiu streĉo povas kaŭzi delaminadon aŭ fendadon de la tegaĵo aŭ substrato.
6. Internaj Difektoj kaj Malpuraĵoj
1. Vezikoj kaj Inkluzivaĵoj:
Restantaj gasvezikoj aŭ malpuraĵoj (ekz., metalaj jonoj aŭ nefanditaj partikloj) enmetitaj dum fandado povas servi kiel streĉkoncentriloj. Diferencoj en termika ekspansio aŭ elasteco inter ĉi tiuj enfermaĵoj kaj la vitra matrico kreas lokalizitan internan streĉon. Fendetoj ofte komenciĝas ĉe la randoj de ĉi tiuj neperfektaĵoj.
2. Mikrofendoj kaj Strukturaj Difektoj:
Malpuraĵoj aŭ difektoj en la kruda materialo aŭ de la fandprocezo povas rezultigi internajn mikrofendetojn. Sub mekanikaj ŝarĝoj aŭ termikaj cikladoj, streskoncentriĝo ĉe fendpintoj povas antaŭenigi fenddisvastiĝon, reduktante la materialan integrecon.
Afiŝtempo: Jul-04-2025