¿Cómo se genera la tensión en los productos semiconductores de cuarzo?

CuarzoEs el material principal en campos de alta gama como semiconductores e instrumentos ópticos. Sin embargo, la existencia de estrés es como una "bomba de tiempo", que puede dañar las propiedades físicas y químicas del cuarzo, afectando el efecto de uso y la vida útil de sus productos finales. Por tanto, analizar en profundidad las causas del estrés es de vital importancia para la elaboración de productos de cuarzo de alta calidad.

Principales factores de generación de tensión en el cuarzo

1.Diferencias de la estructura cristalina.

El cuarzo exhibe múltiples formas cristalinas, siendo el cuarzo α, el cuarzo β y el cuarzo γ los más frecuentes. A medida que las condiciones externas, como la temperatura, cambian, la forma cristalina del cuarzo sufrirá una transformación reversible acompañada de la reestructuración de su estructura reticular. Esta reconstrucción estructural modifica el espaciado y la configuración atómica, generando así tensión interna dentro del cuarzo.

2.Impurezas y defectos del cristal.

La presencia de átomos de impureza como Al y B en el cuarzo dará como resultado una distorsión de la red, ya que sus radios iónicos difieren de los de los iones Si y O anfitriones. Pueden alterar el equilibrio original de la red y generar tensiones locales. Además, los defectos de los cristales dentro del cuarzo también pueden provocar una distorsión local de la red y, posteriormente, generar tensión interna.

3.Estrés térmico provocado por cambios de temperatura.

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4.Esfuerzo mecánico generado por el procesamiento mecánico.

Durante el procesamiento de productos de cuarzo, se requieren procedimientos de procesamiento mecánico como corte, esmerilado, pulido y corte y perforación con láser. La interacción entre la herramienta de corte y la superficie de cuarzo provocará deformación plástica y elástica en la superficie del material en este proceso, dejando así tensión residual en la superficie del material y en su interior. Además, factores como la vibración durante el procesamiento y la fuerza de corte desigual también pueden intensificar la generación de tensión.

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