1. Stresi termik gjatë ftohjes (Shkaku kryesor)
Kuarci i shkrirë gjeneron stres në kushte jo-uniforme të temperaturës. Në çdo temperaturë të caktuar, struktura atomike e kuarcit të shkrirë arrin një konfigurim hapësinor relativisht "optimal". Ndërsa temperatura ndryshon, hapësira atomike zhvendoset në përputhje me rrethanat - një fenomen që zakonisht quhet zgjerim termik. Kur kuarci i shkrirë nxehet ose ftohet në mënyrë të pabarabartë, ndodh zgjerim jo-uniform.
Stresi termik zakonisht lind kur rajonet më të nxehta përpiqen të zgjerohen, por kufizohen nga zonat më të ftohta përreth. Kjo krijon stres kompresiv, i cili zakonisht nuk shkakton dëme. Nëse temperatura është mjaftueshëm e lartë për të zbutur xhamin, stresi mund të lehtësohet. Megjithatë, nëse shkalla e ftohjes është shumë e shpejtë, viskoziteti rritet me shpejtësi dhe struktura e brendshme atomike nuk mund të përshtatet në kohë me temperaturën në rënie. Kjo rezulton në stres tërheqës, i cili ka shumë më tepër gjasa të shkaktojë thyerje ose dështim.
Një stres i tillë intensifikohet me rënien e temperaturës, duke arritur nivele të larta në fund të procesit të ftohjes. Temperatura në të cilën qelqi kuarci arrin një viskozitet mbi 10^4.6 poise quhetpikë sforcimiNë këtë pikë, viskoziteti i materialit është aq i lartë saqë stresi i brendshëm bllokohet në mënyrë efektive dhe nuk mund të zhduket më.
2. Stresi nga Kalimi i Fazës dhe Relaksimi Strukturor
Relaksimi Strukturor Metastabil:
Në gjendjen e shkrirë, kuarci i shkrirë shfaq një rregullim atomik shumë të çrregullt. Pas ftohjes, atomet kanë tendencë të relaksohen drejt një konfigurimi më të qëndrueshëm. Megjithatë, viskoziteti i lartë i gjendjes qelqore pengon lëvizjen atomike, duke rezultuar në një strukturë të brendshme metastabile dhe duke gjeneruar stres relaksimi. Me kalimin e kohës, ky stres mund të lirohet ngadalë, një fenomen i njohur siplakja e qelqit.
Tendenca e kristalizimit:
Nëse kuarci i shkrirë mbahet brenda diapazoneve të caktuara të temperaturës (si p.sh. afër temperaturës së kristalizimit) për periudha të gjata, mund të ndodhë mikrokristalizimi - për shembull, precipitimi i mikrokristaliteve të kristobalitit. Mospërputhja vëllimore midis fazave kristalore dhe amorfe krijonstresi i tranzicionit të fazës.
3. Ngarkesa mekanike dhe forca e jashtme
1. Stresi nga përpunimi:
Forcat mekanike të aplikuara gjatë prerjes, bluarjes ose lustrimit mund të sjellin shtrembërim të rrjetës sipërfaqësore dhe stres përpunimi. Për shembull, gjatë prerjes me një rrotë bluarjeje, nxehtësia e lokalizuar dhe presioni mekanik në skaj shkaktojnë përqendrim të stresit. Teknikat e papërshtatshme në shpim ose prerje mund të çojnë në përqendrime të stresit në prerje, duke shërbyer si pika fillimi të çarjeve.
2. Stresi nga kushtet e shërbimit:
Kur përdoret si material strukturor, kuarci i shkrirë mund të përjetojë stres në shkallë makro për shkak të ngarkesave mekanike, siç janë presioni ose përkulja. Për shembull, enët prej qelqi kuarci mund të zhvillojnë stres përkuljeje kur mbajnë përmbajtje të rënda.
4. Shoku termik dhe luhatja e shpejtë e temperaturës
1. Stres i menjëhershëm nga ngrohja/ftohja e shpejtë:
Edhe pse kuarci i shkrirë ka një koeficient shumë të ulët të zgjerimit termik (~0.5×10⁻⁶/°C), ndryshimet e shpejta të temperaturës (p.sh., ngrohja nga temperatura e dhomës në temperatura të larta ose zhytja në ujë me akull) mund të shkaktojnë ende gradiente të pjerrëta lokale të temperaturës. Këto gradiente rezultojnë në zgjerim ose tkurrje të papritur termike, duke prodhuar stres termik të menjëhershëm. Një shembull i zakonshëm është frakturimi i enëve të kuarcit laboratorik për shkak të shokut termik.
2. Lodhja termike ciklike:
Kur ekspozohet ndaj luhatjeve të përsëritura dhe afatgjata të temperaturës - si në veshjet e furrës ose dritaret e shikimit me temperaturë të lartë - kuarci i shkrirë i nënshtrohet zgjerimit dhe tkurrjes ciklike. Kjo çon në akumulimin e stresit të lodhjes, përshpejtimin e plakjes dhe rrezikun e çarjeve.
5. Stresi i shkaktuar kimikisht
1. Stresi i korrozionit dhe tretjes:
Kur kuarci i shkrirë bie në kontakt me tretësira të forta alkaline (p.sh., NaOH) ose gazra acidikë me temperaturë të lartë (p.sh., HF), ndodh korrozioni dhe tretja sipërfaqësore. Kjo prish uniformitetin strukturor dhe shkakton stres kimik. Për shembull, korrozioni alkalik mund të çojë në ndryshime të vëllimit sipërfaqësor ose në formimin e mikroçarjeve.
2. Stresi i shkaktuar nga sëmundjet kardiovaskulare:
Proceset e Depozitimit Kimik me Avull (CVD) që depozitojnë veshje (p.sh., SiC) mbi kuarc të shkrirë mund të sjellin stres ndërfaqësor për shkak të ndryshimeve në koeficientët e zgjerimit termik ose modulet elastike midis dy materialeve. Gjatë ftohjes, ky stres mund të shkaktojë shkëputje ose çarje të veshjes ose substratit.
6. Defekte dhe papastërti të brendshme
1. Flluska dhe Përfshirje:
Flluskat e mbetura të gazit ose papastërtitë (p.sh., jonet metalike ose grimcat e pashkrira) të futura gjatë shkrirjes mund të shërbejnë si përqendrues të stresit. Dallimet në zgjerimin termik ose elasticitetin midis këtyre përfshirjeve dhe matricës së qelqit krijojnë stres të brendshëm të lokalizuar. Çarjet shpesh fillojnë në skajet e këtyre papërsosmërive.
2. Mikroçarje dhe të meta strukturore:
Papastërtitë ose të metat në lëndën e parë ose nga procesi i shkrirjes mund të rezultojnë në mikroçarje të brendshme. Nën ngarkesa mekanike ose cikli termik, përqendrimi i stresit në majat e çarjeve mund të nxisë përhapjen e çarjeve, duke zvogëluar integritetin e materialit.
Koha e postimit: 04 korrik 2025