¿Cuál es la tensión de las piezas de vidrio de cuarzo?

estrés encomponentes de vidrio de cuarzoSe refiere al estrés interno desigual generado por varios factores. Esencialmente, es la tensión elástica almacenada generada por las fuerzas desequilibradas que actúan sobre los átomos o moléculas dentro del material. Esto puede provocar distorsiones microscópicas en la estructura del material, lo que a su vez puede afectar el rendimiento macroscópico del objeto.

El estrés generalmente se clasifica en estrés térmico, estrés mecánico, estrés de cambio de fase y estrés químico. ¿Cómo se generan estas tensiones?

1. Estrés térmico: Esto es causado por gradientes de temperatura entre la superficie y el interior durante el calentamiento y enfriamiento, lo que lleva a una contracción inconsistente entre el interior y el exterior, lo que resulta en tensión de tracción o compresión. Por ejemplo, si se utiliza directamente un tubo de horno de vidrio de cuarzo después de quemarlo con una llama de oxihidrógeno, la abertura se agrietará fácilmente. Esto se debe al estrés por calentamiento. Si el tubo se enfría rápidamente después de su uso a alta temperatura, se pueden formar grietas. Esto se debe al estrés por enfriamiento.

2. Estrés mecánico: Se debe a fuerzas mecánicas externas o deformaciones plásticas localizadas durante el procesamiento. Por ejemplo, en las placas de distribución de flujo de vidrio de cuarzo semiconductor, la presión de la herramienta durante el corte, el rectificado y la perforación provoca una distorsión de la red, lo que se denomina tensión de procesamiento. Las fuerzas externas, como apretar tornillos y sujetar durante la instalación de bridas de vidrio de cuarzo, se denominan tensión de montaje. Algunos componentes de cuarzo sufren tensiones estructurales debido a un diseño inadecuado, ángulos agudos o cambios repentinos de espesor.

3. Estrés de transformación de fase

La causa principal es que los componentes de vidrio de cuarzo son propensos a la cristalización cuando se utilizan en ambientes de alta temperatura, especialmente por encima de 1100°C. La diferencia en los coeficientes de expansión entre las fases de cristal y vidrio induce tensión, que se ve exacerbada por ciclos repetidos. Por ejemplo, los tubos de difusión de vidrio de cuarzo pueden cristalizar, pelarse y agrietarse después de un uso prolongado. Esto se debe tanto a la corrosión como al estrés.

4. Estrés químico

La causa principal es la corrosión de la superficie o el intercambio iónico, que provoca cambios de volumen desiguales y tensión en la superficie. Por ejemplo, se forma óxido blanco en la superficie de los tubos de vidrio de cuarzo después del tratamiento térmico. Esto se elimina mediante decapado, pero si no se elimina el ácido, puede ocultar la tensión química y provocar fácilmente grietas y daños en el tubo de vidrio de cuarzo.

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