1. Хөргөх үеийн дулааны стресс (Үндсэн шалтгаан)
Хайлсан кварц нь жигд бус температурын нөхцөлд стресс үүсгэдэг. Ямар ч температурт хайлсан кварцын атомын бүтэц харьцангуй "оновчтой" орон зайн тохиргоонд хүрдэг. Температур өөрчлөгдөхөд атомын хоорондын зай өөрчлөгддөг бөгөөд энэ үзэгдлийг ихэвчлэн дулааны тэлэлт гэж нэрлэдэг. Хайлсан кварцыг жигд бус халаах эсвэл хөргөх үед жигд бус тэлэлт үүсдэг.
Дулааны стресс нь ихэвчлэн илүү халуун бүсүүд тэлэхийг оролдох боловч эргэн тойрон дахь сэрүүн бүсүүдээр хязгаарлагдах үед үүсдэг. Энэ нь шахалтын дарамтыг үүсгэдэг бөгөөд энэ нь ихэвчлэн гэмтэл учруулдаггүй. Хэрвээ температур нь шилийг зөөлрүүлэх хангалттай өндөр байвал стрессийг арилгах боломжтой. Гэсэн хэдий ч хөргөлтийн хурд хэт хурдан байвал зуурамтгай чанар хурдан нэмэгдэж, дотоод атомын бүтэц нь буурах температурт цаг тухайд нь тохируулж чадахгүй. Үүний үр дүнд суналтын стресс үүсдэг бөгөөд энэ нь хугарал, эвдрэл үүсгэх магадлал өндөр байдаг.
Температур буурах тусам ийм стресс эрчимжиж, хөргөх процессын төгсгөлд өндөр түвшинд хүрдэг. Кварцын шилний зуурамтгай чанар нь 10^4.6-аас дээш температурт хүрэх температурыг температур гэж нэрлэдэг.хүчдэлийн цэг. Энэ үед материалын зуурамтгай чанар маш өндөр тул дотоод стресс үр дүнтэй түгжигдэж, цаашид тархах боломжгүй болно.
2. Шилжилтийн үе ба бүтцийн амралтаас үүдэлтэй стресс
Метастат бүтцийн амралт:
Хайлсан төлөвт хайлсан кварц нь маш эмх замбараагүй атомын зохион байгуулалтыг харуулдаг. Хөргөх үед атомууд илүү тогтвортой тохиргоо руу тайвширдаг. Гэсэн хэдий ч шилэн хэлбэрийн өндөр зуурамтгай чанар нь атомын хөдөлгөөнд саад болж, дотоод бүтэц нь метастал болж, тайвшруулах стресс үүсгэдэг. Цаг хугацаа өнгөрөхөд энэ стресс аажим аажмаар гарч ирдэг бөгөөд энэ үзэгдэл гэж нэрлэгддэгшилний хөгшрөлт.
Талсжих хандлага:
Хэрэв хайлсан кварцыг тодорхой температурын хязгаарт (талсжих температурын ойролцоо) удаан хугацаагаар байлгавал бичил талстжилт үүсч болно, тухайлбал кристобалит бичил талстуудын хур тунадас. Талст ба аморф фазын хооронд эзлэхүүний үл нийцэл үүсдэгфазын шилжилтийн стресс.
3. Механик ачаалал ба гадаад хүч
1. Боловсруулалтаас үүсэх стресс:
Зүсэх, нунтаглах, өнгөлөх явцад хэрэглэсэн механик хүч нь гадаргуугийн торны гажуудал, боловсруулалтын стрессийг үүсгэдэг. Жишээлбэл, нунтаглах дугуйгаар зүсэх үед орон нутгийн дулаан, ирмэг дээрх механик даралт нь стрессийн концентрацийг үүсгэдэг. Өрөмдлөг эсвэл цооногийн буруу техник нь хагарлын эхлэлийн цэг болж, ховилд стрессийн концентрацийг үүсгэдэг.
2. Үйлчилгээний нөхцлөөс үүдэлтэй стресс:
Бүтцийн материал болгон ашиглах үед хайлуулсан кварц нь даралт, гулзайлтын гэх мэт механик ачааллын улмаас макро хэмжээний стрессийг мэдрэх болно. Жишээлбэл, кварцын шилэн эдлэл нь хүнд агуулгыг барьж байх үед гулзайлтын дарамт үүсгэдэг.
4. Дулааны цохилт ба температурын огцом хэлбэлзэл
1. Түргэн халаалт/хөргөлтийн агшин зуурын стресс:
Хэдийгээр хайлсан кварц нь маш бага дулааны тэлэлтийн коэффициенттэй (~0.5×10⁻⁶/°C) боловч температурын огцом өөрчлөлт (жишээлбэл, өрөөний температураас өндөр температур хүртэл халаах, эсвэл мөсөн усанд дүрэх) нь орон нутгийн температурын огцом хэлбэлзлийг үүсгэдэг. Эдгээр налуу нь гэнэтийн дулааны тэлэлт эсвэл агшилтын үр дүнд агшин зуурын дулааны стресс үүсгэдэг. Энгийн жишээ бол дулааны цочролын улмаас лабораторийн кварцын хугарал юм.
2. Дулааны мөчлөгийн ядаргаа:
Зуухны доторлогоо эсвэл өндөр температурт харах цонх гэх мэт удаан хугацааны давтамжтай температурын хэлбэлзэлд өртөх үед хайлсан кварц нь мөчлөгийн тэлэлт, агшилтанд ордог. Энэ нь ядаргааны стресс хуримтлагдах, хөгшрөлтийг хурдасгах, хагарах эрсдэлд хүргэдэг.
5. Химийн нөлөөллөөс үүдэлтэй стресс
1. Зэврэлт ба уусалтын стресс:
Хайлсан кварц нь хүчтэй шүлтлэг уусмал (жишээ нь, NaOH) эсвэл өндөр температурт хүчиллэг хийтэй (жишээ нь, HF) хүрэх үед гадаргуугийн зэврэлт, уусалт үүсдэг. Энэ нь бүтцийн жигд байдлыг алдагдуулж, химийн стрессийг өдөөдөг. Жишээлбэл, шүлтийн зэврэлт нь гадаргуугийн эзэлхүүний өөрчлөлт эсвэл бичил хагарал үүсэхэд хүргэдэг.
2. ЗСӨ-өөс үүдэлтэй стресс:
Химийн уурын хуримтлал (CVD) нь бүрээсийг (жишээ нь, SiC) хайлуулсан кварц дээр буулгах процесс нь хоёр материалын хоорондох дулааны тэлэлтийн коэффициент эсвэл уян хатан модулийн ялгаанаас шалтгаалж интерфэйсийн стресс үүсгэдэг. Хөргөх үед энэ стресс нь бүрээс эсвэл субстратын давхарга, хагарал үүсгэдэг.
6. Дотоод согог ба хольц
1. Бөмбөлөг ба орц:
Хайлуулах явцад үүссэн үлдэгдэл хийн бөмбөлөгүүд эсвэл хольцууд (жишээлбэл, металл ионууд эсвэл хайлаагүй хэсгүүд) нь стресс баяжуулагчийн үүрэг гүйцэтгэдэг. Эдгээр орцууд болон шилэн матрицын хоорондох дулааны тэлэлт эсвэл уян хатан байдлын ялгаа нь орон нутгийн дотоод стрессийг үүсгэдэг. Эдгээр согогуудын ирмэг дээр хагарал ихэвчлэн эхэлдэг.
2. Бичил хагарал ба бүтцийн алдаа:
Түүхий эд, хайлах явцад үүссэн хольц, согог нь дотоод бичил хагарал үүсгэж болзошгүй. Механик ачаалал эсвэл дулааны эргэлтийн үед хагарлын үзүүр дэх стрессийн концентраци нь хагарлын тархалтыг дэмжиж, материалын бүрэн бүтэн байдлыг бууруулдаг.
Шуудангийн цаг: 2025-07-04