קאָמפּרעהענסיוו אַנאַליז פון דרוק פאָרמאַציע אין פאַרשמאָלצן קוואַרץ: סיבות, מעכאַניזמען און עפֿעקטן

1. טערמישער דרוק בעת קילן (הויפּט סיבה)

געשמאָלצן קוואַרץ דזשענערירט שפּאַנונג אונטער נישט-איינהייטלעכע טעמפּעראַטור באדינגונגען. ביי יעדער געגעבענער טעמפּעראַטור, דערגרייכט די אַטאָמישע סטרוקטור פון געשמאָלצן קוואַרץ אַ רעלאַטיוו "אָפּטימאַלע" ספּיישאַל קאָנפיגוראַציע. ווען טעמפּעראַטור ענדערט זיך, ענדערט זיך די אַטאָמישע אָפּשטאַנד אַקאָרדינגלי - אַ דערשיינונג וואָס ווערט אָפט באַצייכנט ווי טערמישע יקספּאַנשאַן. ווען געשמאָלצן קוואַרץ ווערט נישט גלייך געהייצט אָדער געקילט, פּאַסירט אַ נישט-איינהייטלעכע יקספּאַנשאַן.

טערמישע שפּאַנונג ענטשטייט טיפּיש ווען הייסערע געגנטן פּרוּוון זיך אויסצוברייטערן אָבער ווערן באַגרענעצט דורך די אַרומיקע קילערע זאָנעס. דאָס שאַפט קאָמפּרעסיווע שפּאַנונג, וואָס געוויינטלעך פאַראורזאַכט נישט קיין שאָדן. אויב די טעמפּעראַטור איז גענוג הויך צו ווייכער מאַכן דאָס גלאָז, קען מען דערלייכטערן דעם שפּאַנונג. אָבער, אויב די קיל-ראַטע איז צו שנעל, וואַקסט די וויסקאָסיטעט שנעל, און די אינערלעכע אַטאָמישע סטרוקטור קען זיך נישט צופּאַסן אין צייט צו דער פאַרקלענערטער טעמפּעראַטור. דאָס רעזולטירט אין ציענדיקע שפּאַנונג, וואָס איז פיל מער מסתּמא צו פאַראורזאַכן בראָכן אָדער דורכפאַל.

אזא דרוק פארשטארקט זיך ווען די טעמפעראטור פאלט, און דערגרייכט הויכע לעוועלס ביים סוף פונעם קיל-פראצעס. די טעמפעראטור ביי וועלכער קוואַרץ-גלאז דערגרייכט א וויסקאזיטעט העכער 10^4.6 פּאָיז ווערט גערופן די...שפּאַנונג פּונקטאין דעם פונקט איז די וויסקאָסיטי פון מאַטעריאַל אַזוי הויך אַז אינערלעכער דרוק ווערט עפעקטיוו פארשפארט און קען זיך מער נישט פארשווינדן.

---

2. סטרעס פון פאַזע איבערגאַנג און סטרוקטורעלער רעלאַקסאַציע

מעטאַסטאַבאַל סטרוקטורעל רעלאַקסאַציע:
אין דעם געשמאָלצן צושטאַנד, ווייזט געשמאָלצן קוואַרץ אַ שטאַרק נישט-געאָרדנטע אַטאָמישע אָרדענונג. ביים אָפּקילן, טענדירן אַטאָמען צו זיך אָפּרוען צו אַ מער סטאַבילער קאָנפיגוראַציע. אָבער, די הויכע וויסקאָסיטי פון דעם גלאַזיקן צושטאַנד שטערט אַטאָמישע באַוועגונג, וואָס רעזולטירט אין אַ מעטאַסטאַבילער אינערלעכער סטרוקטור און דזשענערירט רעלאַקסאַציע דרוק. מיט דער צייט קען דער דרוק זיך לאַנגזאַם באַפרייען, אַ דערשיינונג באַקאַנט וויגלאז אַלטערן.

קריסטאַליזאַציע טענדענץ:
אויב געשמאָלצן קוואַרץ ווערט געהאַלטן אין געוויסע טעמפּעראַטור ראַמען (אַזאַ ווי נאָענט צו דער קריסטאַליזאַציע טעמפּעראַטור) פֿאַר פֿאַרלענגערטע פּעריאָדן, קען מיקראָקריסטאַליזאַציע פּאַסירן - למשל, די אָפּזאַץ פֿון קריסטאָבאַליט מיקראָקריסטאַלן. די וואָלומעטרישע אומרעכט צווישן קריסטאַלינע און אַמאָרפֿישע פֿאַזעס שאַפֿטפאַזע איבערגאַנג דרוק.

---

3. מעכאנישע לאַסט און עקסטערנע קראַפט

1. דרוק פון פּראַסעסינג:
מעכאנישע כוחות וואָס ווערן אָנגעווענדט בעת שניידן, שלייפן, אדער פּאָלירן קענען ברענגען צו ייבערפלאַך גיטער דיסטאָרשאַן און פּראַסעסינג דרוק. למשל, בעת שניידן מיט אַ שלייפן ראָד, לאָקאַליזירטע היץ און מעכאַנישער דרוק ביים ברעג ברענגען צו דרוק קאָנצענטראַציע. אומרעכטע טעקניקס ביים דרילן אדער סלאָטינג קענען פירן צו דרוק קאָנצענטראַציעס ביי קערבעס, וואָס דינען ווי ריס אָנהייב פונקטן.

2. דרוק פון סערוויס באדינגונגען:
ווען גענוצט ווי אַ סטרוקטורעל מאַטעריאַל, קען געשמאָלצן קוואַרץ דערפאַרן מאַקראָ-וואָג דרוק רעכט צו מעכאַנישע לאָודז ווי דרוק אָדער בייגן. למשל, קוואַרץ גלאָז קען אַנטוויקלען בייגן דרוק ווען זיי האַלטן שווערע אינהאַלטן.

---

4. טערמישער שאָק און שנעלע טעמפּעראַטור פלוקטואַציע

1. מאָמענטאַנער דרוק פֿון שנעלער הייצונג/קילונג:
כאָטש געשמאָלצן קוואַרץ האָט אַ זייער נידעריקן טערמישן אויסברייטונג קאָעפֿיציענט (~0.5×10⁻⁶/°C), קענען שנעלע טעמפּעראַטור ענדערונגען (למשל, הייצן פֿון צימער טעמפּעראַטור צו הויכע טעמפּעראַטורן, אָדער זיך אייַנטונקען אין אייַז וואַסער) נאָך אַלץ פֿאַראורזאַכן שטיִלע לאָקאַלע טעמפּעראַטור גראַדיענטן. די גראַדיענטן רעזולטירן אין פּלוצעמדיקער טערמישער אויסברייטונג אָדער קאָנטראַקציע, וואָס פּראָדוצירט מאָמענטאַנע טערמישע דרוק. אַ געוויינטלעכער בייַשפּיל איז לאַבאָראַטאָריע קוואַרץ-געווער בראָך צוליב טערמישן שאָק.

2. ציקלישע טערמישע מידקייט:
ווען אויסגעשטעלט צו לאַנג-טערמין, איבערגעחזרטע טעמפּעראַטור פלוקטואַציעס - אַזאַ ווי אין אויוון ליינינגז אָדער הויך-טעמפּעראַטור קוק פֿענצטער - גייט געשמאָלצן קוואַרץ דורך ציקלישע יקספּאַנשאַן און קאָנטראַקשאַן. דאָס פירט צו מידקייט דרוק אַקיומיאַליישאַן, אַקסעלערייטינג אַלטערינג און די ריזיקירן פון קראַקינג.

5. כעמיש אינדוצירטע סטרעס

1. קעראָוזשאַן און דיסאַלושאַן דרוק:
ווען געשמאָלצן קוואַרץ קומט אין קאָנטאַקט מיט שטאַרקע אַלקאַלישע לייזונגען (למשל, NaOH) אָדער הויך-טעמפּעראַטור זויערע גאַזן (למשל, HF), פּאַסירט ייבערפלאַך קעראָוזשאַן און צעלאָזן. דאָס שטערט סטרוקטורעלע איינהייטלעכקייט און פאַראורזאַכט כעמישער דרוק. למשל, אַלקאַלי קעראָוזשאַן קען פירן צו ייבערפלאַך באַנד ענדערונגען אָדער מיקראָקראַק פאָרמירונג.

2. קאַרדיאָווואַסקולאַרער קרענק-פֿאַראורזאַכטער סטרעס:
כעמישע פארע-אפזעצונג (CVD) פראצעסן וואס לייגן אפ באַדעקונגען (למשל, SiC) אויף צוזאמענגעשמאָלצן קוואַרץ קענען ברענגען צו אינטערפאַסיאַל סטרעס צוליב אונטערשיידן אין טערמישע עקספּאַנשאַן קאָעפֿיציענטן אדער עלאַסטישע מאָדולן צווישן די צוויי מאַטעריאַלן. בעת קילן, קען דער סטרעס פאַראורזאַכן דעלאַמינאַציע אדער קראַקינג פון דער באַדעקונג אדער סאַבסטראַט.

---

6. אינערלעכע חסרונות און אומריינקייטן

1. בלאָזן און אינקלוזשאַנז:
איבערבלייבנדיקע גאז-בלעזלעך אדער אומריינקייטן (למשל, מעטאלישע יאנען אדער נישט-געשמאָלצענע פּאַרטיקלען) וואָס ווערן אריינגעבראַכט בעתן צעשמעלצן קענען דינען ווי שפּאַנונג-קאָנצענטראַטאָרן. אונטערשיידן אין טערמישער אויסברייטונג אדער עלאַסטיסיטי צווישן די איינשליסונגען און דער גלאז-מאַטריץ שאַפֿן לאָקאַליזירטע אינערלעכע שפּאַנונג. ריסן אָנהייבן אָפט ביי די ברעגן פון די אומפּערפעקציעס.

2. מיקראָקראַקס און סטרוקטורעלע חסרונות:
אומריינקייטן אדער חסרונות אין די רוי מאַטעריאַל אדער פון דעם צעשמעלץ פּראָצעס קענען רעזולטירן אין אינערלעכע מיקראָקראַקס. אונטער מעכאַנישע לאָודז אדער טערמישע סייקלינג, קען דרוק קאָנצענטראַציע ביי ריס שפּיצן פאַרמערן ריס פאַרשפּרייטונג, און רעדוצירן מאַטעריאַל אָרנטלעכקייט.