1. Mkazo wa Joto Wakati wa Kupoeza (Sababu ya Msingi)
Quartz iliyounganishwa hutoa mkazo chini ya hali ya joto isiyo ya kawaida. Kwa halijoto yoyote ile, muundo wa atomiki wa quartz iliyounganishwa hufikia usanidi wa anga "wa kawaida". Halijoto inapobadilika, nafasi ya atomiki hubadilika ipasavyo—jambo linalojulikana kama upanuzi wa joto. Wakati quartz iliyounganishwa inapokanzwa au kupozwa kwa usawa, upanuzi usio wa sare hutokea.
Mkazo wa joto kwa kawaida hutokea wakati maeneo yenye joto zaidi yanapojaribu kupanuka lakini yanabanwa na maeneo yenye baridi kali. Hii inajenga dhiki ya kukandamiza, ambayo kwa kawaida haina kusababisha uharibifu. Ikiwa hali ya joto ni ya juu ya kutosha ili kulainisha kioo, mkazo unaweza kuondolewa. Hata hivyo, ikiwa kiwango cha baridi ni haraka sana, mnato huongezeka kwa kasi, na muundo wa atomiki wa ndani hauwezi kurekebisha kwa wakati kwa joto la kupungua. Hii inasababisha mkazo wa mkazo, ambao una uwezekano mkubwa wa kusababisha fractures au kushindwa.
Mkazo kama huo huongezeka wakati joto linapungua, kufikia viwango vya juu mwishoni mwa mchakato wa baridi. Halijoto ambayo glasi ya quartz hufikia mnato zaidi ya 10^4.6 poise inajulikana kamamkazo. Kwa wakati huu, mnato wa nyenzo ni wa juu sana kwamba mkazo wa ndani unakuwa umefungwa kwa ufanisi na hauwezi tena kufuta.
2. Mkazo kutoka kwa Mpito wa Awamu na Utulivu wa Kimuundo
Kupumzika kwa muundo wa Metastable:
Katika hali ya kuyeyuka, quartz iliyounganishwa inaonyesha mpangilio wa atomiki ulioharibika sana. Baada ya kupoa, atomi huwa na utulivu kuelekea usanidi thabiti zaidi. Hata hivyo, mnato wa juu wa hali ya kioo huzuia harakati za atomiki, na kusababisha muundo wa ndani unaoweza kubadilika na kuzalisha dhiki ya utulivu. Baada ya muda, mkazo huu unaweza kutolewa polepole, jambo linalojulikana kamakioo kuzeeka.
Mwelekeo wa Uainifu:
Ikiwa quartz iliyounganishwa inashikiliwa ndani ya viwango fulani vya halijoto (kama vile halijoto ya fuwele) kwa muda mrefu, uboreshaji wa fuwele unaweza kutokea—kwa mfano, kunyesha kwa fuwele ndogo za kristobalite. Kutolingana kwa ujazo kati ya awamu za fuwele na amofasi huundamkazo wa mpito wa awamu.
3. Mzigo wa Mitambo na Nguvu ya Nje
1. Mkazo kutoka kwa Uchakataji:
Nguvu za mitambo zinazotumika wakati wa kukata, kusaga au kung'arisha zinaweza kuanzisha upotoshaji wa kimiani na mkazo wa usindikaji. Kwa mfano, wakati wa kukata na gurudumu la kusaga, joto la ndani na shinikizo la mitambo kwenye makali husababisha mkusanyiko wa dhiki. Mbinu zisizofaa katika kuchimba visima au kufyatua zinaweza kusababisha viwango vya mkazo katika viwango, vinavyotumika kama sehemu za kuanzisha ufa.
2. Mkazo kutoka kwa Masharti ya Huduma:
Inapotumiwa kama nyenzo ya muundo, quartz iliyounganishwa inaweza kupata mkazo wa kiwango kikubwa kutokana na mizigo ya mitambo kama vile shinikizo au kupinda. Kwa mfano, vyombo vya kioo vya quartz vinaweza kukuza mkazo wa kupinda wakati wa kushikilia yaliyomo nzito.
4. Mshtuko wa Joto na Kubadilika kwa Hali ya Haraka
1. Mkazo wa Papo Hapo kutoka kwa Kupasha joto/Kupoa kwa Haraka:
Ingawa quartz iliyounganishwa ina mgawo wa chini sana wa upanuzi wa mafuta (~0.5×10⁻⁶/°C), mabadiliko ya haraka ya halijoto (km, kupasha joto kutoka chumba cha kawaida hadi joto la juu, au kuzamishwa kwenye maji ya barafu) bado yanaweza kusababisha viwango vya juu vya joto vya ndani. Gradients hizi husababisha upanuzi wa ghafla wa joto au kusinyaa, na kusababisha mkazo wa papo hapo wa joto. Mfano wa kawaida ni quartzware fracturing ya maabara kutokana na mshtuko wa joto.
2. Uchovu wa Mzunguko wa joto:
Inapokabiliwa na mabadiliko ya halijoto ya muda mrefu—kama vile bitana vya tanuru au madirisha ya kutazama yenye halijoto ya juu—quartz iliyounganishwa hupanuka na kubana kwa mzunguko. Hii inasababisha mkusanyiko wa dhiki ya uchovu, kuongeza kasi ya kuzeeka na hatari ya kupasuka.
5. Stress Inayotokana na Kemikali
1. Kutu na Mkazo wa Kutengana:
Quartz iliyounganishwa inapogusana na miyeyusho yenye nguvu ya alkali (kwa mfano, NaOH) au gesi zenye asidi ya halijoto ya juu (kwa mfano, HF), kutu na kuyeyuka kwa uso hutokea. Hii inavuruga usawa wa muundo na husababisha mkazo wa kemikali. Kwa mfano, kutu ya alkali inaweza kusababisha mabadiliko ya kiasi cha uso au uundaji wa microcrack.
2. Mkazo unaosababishwa na CVD:
Michakato ya Uwekaji wa Mvuke wa Kemikali (CVD) ambayo huweka mipako (km, SiC) kwenye quartz iliyounganishwa inaweza kuanzisha mkazo wa baina ya uso kwa sababu ya tofauti za vigawo vya upanuzi wa mafuta au moduli elastic kati ya nyenzo hizo mbili. Wakati wa baridi, dhiki hii inaweza kusababisha delamination au kupasuka kwa mipako au substrate.
6. Kasoro na Uchafu wa Ndani
1. Viputo na Mijumuisho:
Viputo vya mabaki ya gesi au uchafu (kwa mfano, ayoni za metali au chembe zisizoyeyuka) zinazoletwa wakati wa kuyeyuka zinaweza kutumika kama vikolezo vya mkazo. Tofauti katika upanuzi wa joto au elasticity kati ya inclusions hizi na matrix ya kioo hujenga dhiki ya ndani ya ndani. Nyufa mara nyingi huanza kwenye kingo za kasoro hizi.
2. Mikorogo na Kasoro za Kimuundo:
Uchafu au dosari katika malighafi au kutokana na mchakato wa kuyeyuka inaweza kusababisha microcracks ndani. Chini ya mizigo ya kiufundi au uendeshaji wa baiskeli ya mafuta, mkusanyiko wa mkazo kwenye vidokezo vya ufa unaweza kukuza uenezi wa ufa, kupunguza uadilifu wa nyenzo.
Muda wa kutuma: Jul-04-2025