Таҳлили ҳамаҷонибаи ташаккули фишор дар кварси гудохташуда: сабабҳо, механизмҳо ва таъсирот

1. Стресси гармӣ ҳангоми хунуккунӣ (сабаби асосӣ)

Кварси гудохташуда дар шароити номунтазами ҳарорат фишорро ба вуҷуд меорад. Дар ҳар як ҳарорати муайян, сохтори атомии кварси гудохташуда ба конфигуратсияи фазоии нисбатан "оптималӣ" мерасад. Ҳангоми тағйир ёфтани ҳарорат, фосилаи атомӣ мутаносибан тағйир меёбад - падидае, ки одатан васеъшавии гармӣ номида мешавад. Вақте ки кварси гудохташуда нобаробар гарм ё хунук мешавад, васеъшавии нобаробар ба амал меояд.

Шиддати гармӣ одатан вақте ба вуҷуд меояд, ки минтақаҳои гармтар кӯшиши васеъ шудан мекунанд, аммо аз ҷониби минтақаҳои хунуккунандаи атроф маҳдуд карда мешаванд. Ин фишори фишурдакуниро ба вуҷуд меорад, ки одатан ба он зарар намерасонад. Агар ҳарорат барои нарм кардани шиша кофӣ баланд бошад, фишорро метавон коҳиш дод. Аммо, агар суръати хунуккунӣ хеле тез бошад, часпакӣ зуд меафзояд ва сохтори дохилии атомӣ наметавонад сари вақт ба ҳарорати пастшаванда мутобиқ шавад. Ин боиси шиддати кашиш мегардад, ки эҳтимоли он хеле зиёд аст, ки боиси шикастан ё вайрон шудан мегардад.

Чунин фишор ҳангоми паст шудани ҳарорат шиддат мегирад ва дар охири раванди хунуккунӣ ба сатҳҳои баланд мерасад. Ҳарорате, ки дар он шишаи кварсӣ ба часпакии аз 10^4.6 поаз боло мерасад, номида мешавад.нуқтаи шиддатДар ин лаҳза, часпакии мавод он қадар баланд аст, ки фишори дохилӣ ба таври муассир маҳкам мешавад ва дигар пароканда шуда наметавонад.


2. Стресс аз гузариши фаза ва истироҳати сохторӣ

Релаксатсияи сохтории метастаблӣ:
Дар ҳолати гудохта, кварси гудохташуда сохтори атомии хеле бетартибро нишон медиҳад. Ҳангоми хунукшавӣ, атомҳо майл доранд, ки ба сӯи конфигуратсияи устувортар ором шаванд. Аммо, часпакии баланди ҳолати шишагин ҳаракати атомро бозмедорад, ки дар натиҷа сохтори дохилии метаустувор ба вуҷуд меояд ва стресси релаксатсияро ба вуҷуд меорад. Бо гузашти вақт, ин стресс метавонад оҳиста-оҳиста раҳо шавад, ки падидае бо номи ... маълум аст.пиршавии шиша.

Майли кристаллизатсия:
Агар кварси гудохташуда дар доираи диапазонҳои муайяни ҳарорат (масалан, дар наздикии ҳарорати кристаллизатсия) муддати тӯлонӣ нигоҳ дошта шавад, микрокристаллизатсия метавонад ба амал ояд - масалан, боришоти микрокристаллҳои кристобалит. Номувофиқати ҳаҷмӣ байни фазаҳои кристаллӣ ва аморфӣ боиси он мегардадфишори гузариши фаза.


3. Бори механикӣ ва қувваи беруна

1. Стресс аз коркард:
Қувваҳои механикӣ, ки ҳангоми буридан, суфтакунӣ ё сайқалдиҳӣ истифода мешаванд, метавонанд таҳрифи шабакаи сатҳӣ ва фишори коркардро ба вуҷуд оранд. Масалан, ҳангоми буридан бо чархи суфтакунӣ, гармии маҳаллӣ ва фишори механикӣ дар канор консентратсияи фишорро ба вуҷуд меорад. Усулҳои нодуруст ҳангоми пармакунӣ ё сӯрох кардан метавонанд ба консентратсияи фишор дар сӯрохҳо оварда расонанд, ки ҳамчун нуқтаҳои пайдоиши тарқиш хизмат мекунанд.

2. Стресс аз шароити хизматрасонӣ:
Ҳангоми истифода ҳамчун маводи сохторӣ, кварси гудохташуда метавонад аз сабаби борҳои механикӣ, ба монанди фишор ё хамшавӣ, фишори макро-миқёсро эҳсос кунад. Масалан, зарфҳои шишагии кварсӣ метавонанд ҳангоми нигоҳ доштани мундариҷаи вазнин фишори хамшавӣ ба вуҷуд оранд.


4. Зарбаи гармӣ ва тағйирёбии босуръати ҳарорат

1. Шиддати фаврӣ аз гармкунӣ/хунуккунии босуръат:
Гарчанде ки кварси гудохташуда коэффитсиенти хеле пасти васеъшавии гармӣ (~0.5×10⁻⁶/°C) дорад, тағйироти босуръати ҳарорат (масалан, гармкунӣ аз ҳарорати хонагӣ ба ҳарорати баланд ё ғӯтондан дар оби ях) метавонад боиси градиентҳои баланди ҳарорати маҳаллӣ гардад. Ин градиентҳо боиси васеъшавӣ ё кашишхӯрии ногаҳонии гармӣ мешаванд, ки фишори фаврии гармиро ба вуҷуд меорад. Мисоли маъмул шикастани зарфҳои кварсии лабораторӣ аз сабаби зарбаи гармӣ мебошад.

2. Хастагии гармии даврӣ:
Ҳангоми дучор шудан ба тағйирёбии дарозмуддат ва такрории ҳарорат — ба монанди дар рӯйпӯшҳои танӯр ё тирезаҳои тамошои ҳарорати баланд — кварси гудохташуда васеъшавӣ ва кашишхӯрии даврӣ мегузаронад. Ин боиси ҷамъшавии стресси хастагӣ, суръат бахшидан ба пиршавӣ ва хатари кафидан мегардад.

5. Стресси аз ҷиҳати кимиёвӣ ба вуҷуд омада

1. Шиддати зангзанӣ ва парокандашавӣ:
Вақте ки кварси гудохташуда бо маҳлулҳои қавии ишқорӣ (масалан, NaOH) ё газҳои туршии ҳарорати баланд (масалан, HF) тамос мегирад, зангзанӣ ва ҳалшавии сатҳ ба амал меояд. Ин якрангии сохториро вайрон мекунад ва фишори кимиёвиро ба вуҷуд меорад. Масалан, зангзании ишқорӣ метавонад боиси тағирёбии ҳаҷми сатҳ ё пайдоиши микрошикоф гардад.

2. Стресси аз CVD ба вуҷуд омада:
Равандҳои ҷойгиркунии буғи кимиёвӣ (CVD), ки рӯйпӯшҳоро (масалан, SiC) ба кварси гудохта мегузоранд, метавонанд фишори байнисатҳиро аз сабаби фарқияти коэффитсиентҳои васеъшавии гармӣ ё модулҳои эластикӣ байни ду мавод ба вуҷуд оранд. Ҳангоми хунуккунӣ, ин фишор метавонад боиси деламинатсия ё кафидан дар рӯйпӯш ё таҳкурсӣ гардад.


6. Нуқсонҳо ва ифлосҳои дохилӣ

1. Ҳубобчаҳо ва дохилкуниҳо:
Ҳубобчаҳои гази боқимонда ё ифлосҳо (масалан, ионҳои металлӣ ё зарраҳои гудохтанашуда), ки ҳангоми обшавӣ ворид мешаванд, метавонанд ҳамчун консентраторҳои стресс хизмат кунанд. Тафовут дар васеъшавии гармӣ ё чандирӣ байни ин дохилкуниҳо ва матритсаи шиша фишори маҳаллии дохилиро ба вуҷуд меорад. Тарқишҳо аксар вақт дар канори ин нуқсонҳо пайдо мешаванд.

2. Микрошикофҳо ва камбудиҳои сохторӣ:
Ифлосӣ ё камбудиҳо дар маводи хом ё аз раванди обшавӣ метавонанд боиси пайдоиши микротарқишҳои дохилӣ шаванд. Дар зери борҳои механикӣ ё даври гармӣ, консентратсияи фишор дар нӯгҳои тарқишҳо метавонад паҳншавии тарқишҳоро афзоиш диҳад ва якпорчагии маводро коҳиш диҳад.


Вақти нашр: июл-04-2025