Qual è lo stress delle parti in vetro al quarzo

Stress dentrocomponenti in vetro al quarzosi riferisce allo stress interno irregolare generato da vari fattori. Essenzialmente, è la deformazione elastica immagazzinata generata dalle forze sbilanciate che agiscono sugli atomi o sulle molecole all'interno del materiale. Ciò può causare distorsioni microscopiche nella struttura del materiale, che a loro volta possono influenzare le prestazioni macroscopiche dell'oggetto.

Lo stress è generalmente classificato come stress termico, stress meccanico, stress da cambiamento di fase e stress chimico. Come si generano queste sollecitazioni?

1. Stress termico: è causato dai gradienti di temperatura tra la superficie e l'interno durante il riscaldamento e il raffreddamento, che portano a una contrazione incoerente tra l'interno e l'esterno, con conseguente stress di trazione o compressione. Ad esempio, se il tubo di un forno in vetro di quarzo viene utilizzato direttamente dopo essere stato bruciato con una fiamma ossidrica, l'apertura si romperà facilmente. Ciò è dovuto allo stress da riscaldamento. Se il tubo viene raffreddato rapidamente dopo l'uso ad alta temperatura, potrebbero formarsi delle crepe. Ciò è dovuto allo stress da raffreddamento.

2. Stress meccanico: è dovuto a forze meccaniche esterne o a deformazioni plastiche localizzate durante la lavorazione. Ad esempio, nelle piastre di distribuzione del flusso in vetro di quarzo semiconduttore, la pressione dell'utensile durante il taglio, la molatura e la foratura provoca una distorsione del reticolo, chiamata stress di lavorazione. Le forze esterne come il serraggio delle viti e il bloccaggio durante l'installazione delle flange in vetro al quarzo sono chiamate stress di assemblaggio. Alcuni componenti in quarzo soffrono di stress strutturale a causa di una progettazione inadeguata, angoli acuti o improvvisi cambiamenti di spessore.

3. Stress da trasformazione di fase

La causa principale è che i componenti in vetro di quarzo tendono a cristallizzarsi se utilizzati in ambienti ad alta temperatura, soprattutto al di sopra di 1100°C. La differenza nei coefficienti di espansione tra le fasi cristallina e vetrosa induce stress, che è esacerbato da cicli ripetuti. Ad esempio, i tubi di diffusione in vetro al quarzo possono cristallizzare, sbucciarsi e rompersi dopo un uso prolungato. Ciò è dovuto sia alla corrosione che allo stress.

4. Stress chimico

La causa principale è la corrosione superficiale o lo scambio ionico, che provoca variazioni di volume irregolari e stress superficiale. Ad esempio, sulla superficie dei tubi di vetro al quarzo dopo il trattamento termico si forma ossido bianco. Questo viene rimosso mediante decapaggio, ma se l'acido non viene rimosso, può nascondere lo stress chimico e causare facilmente crepe e danni al tubo di vetro al quarzo.

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