عملية تجميد زجاج الكوارتز

يخلق زجاج الكوارتز التوتر عند تعرضه لدرجات حرارة غير موحدة. في أي درجة حرارة محددة، الزجاج الكوارتز له بنية ذرية متوافقة،حيث الترتيب المكاني للذرات هو "المثاليالفجوات الذرية تتغير مع درجة الحرارة، ظاهرة تسمى التوسع الحراري. عندما يتم تسخين زجاج الكوارتز بشكل غير متساو، فإنه يسبب التوسع التفاضلي.يظهر التوتر عندما تتوسع المناطق المحمية إلى الخارج ولكنها مقيدة بمناطق أكثر برودةومع ذلك، إذا انخفضت درجة الحرارة بسرعة كبيرة، فإن اللزوجة تزداد بسرعة كبيرة، مما يمنع الهياكل الذرية من التكيف مع درجة الحرارة المنخفضة،مما يؤدي إلى إجهاد سحب يمكن أن يسبب كسوريتراكم التوتر مع انخفاض درجة الحرارة ، ويصل إلى مستويات حرجة عند الانتهاء من التبريد. وتسمى درجة الحرارة التي يتجاوز فيها لزجة زجاج الكوارتز 1014.6 poise نقطة التوتر ؛في هذه المرحلة، لا يمكن تخفيف الضغط بسبب اللزوجة العالية.

معايير التسخين

لتخفيف الضغط ، يجب تسخين زجاج الكوارتز إلى درجة حرارة تسمح بإعادة ترتيب الذرات (عادة ≤ 1 ساعة).,أعلى قليلاً من نقطة التوتر (~ 10 ‰ 100 لزجة التوازن). بالنسبة للكوارتز الذوبان القليل الذوبان في الماء ، فإن نقاط التوتر والإحراق حوالي 1050 درجة مئوية و 1080 درجة مئوية على التوالي.لا يتطلب التهوية الوصول إلى نقطة التهويةيمكن أن تحدث في أي درجة حرارة فوق نقطة التوتر، مع درجات حرارة أقل تتطلب مدة أطول. ومع ذلك، فإن درجات الحرارة المرتفعة بشكل مفرط تعرضها لخطر الغموض وزيادة الإجهاد المتبقي.

من الناحية المثلى ، فإن التسخين عند 1150 ∼ 1180 درجة مئوية لمدة 20 ∼ 30 دقيقة يوازن تخفيف التوتر ويقلل من الشمس.المبادئ الرئيسية تشمل استخدام أدنى درجة حرارة ذروة ممكنة والحفاظ على منحدرات درجة الحرارة المتساويةيجب أن يتم التحكم في تبريد ما بعد التسخين:

• مرحلة التبريد الأولى عند 200 درجة مئوية: ≤100 درجة مئوية/دقيقة لتجنب الصدمة الحرارية.
• التبريد اللاحق: التسارع حسب ما يسمح به معامل التوسع الحراري.

الإجهاد المتبقي و الحرارة الافتراضية

حتى بعد تخفيف التوتر ، تستمر التوترات المتبقية بسبب التدرجات الحرارية الناجمة عن التبريد. يتم تقليل هذه التوترات إلى أدنى حد عن طريق إبطاء التبريد خلال المراحل الأولية.يؤثر الإجهاد المتبقي على التطبيقات غير البصرية بشكل ضئيل ولكنه قد يسبب تغييرات بعدية يمكن الكشف عنها في المكونات السميكة.

ظاهرة الحرارة الافتراضية

إنّ التبريد السريع يخلق درجة حرارة افتراضية، وهي حالة مستقرّة حيث تُقلد الهياكل الذريّة التكوينات عالية درجة الحرارة.تحدث تغيرات في الكثافةعلى سبيل المثال ، يقلص قضيب الكوارتز الذي تم تجميعه في 1150 ~ 1180 درجة مئوية (مقابل درجة حرارة افتراضية تبلغ 1250 درجة مئوية) بمقدار 0.01 ~ 0.03 مم ، مما يسبب خطر عدم المطابقة الأبعاد.

اعتبارات عملية

• مكونات الشريط الطويل: المواد الخام المسبقة للتسخين لتخفيض درجة الحرارة الافتراضية والصفحة الملتوية بعد المعالجة.
• التطبيقات البصرية: تتيح معدلات التبريد الصارمة توحيد مؤشر الانكسار.
• الكشف عن الإجهاد: تحليل الضوء المستقطب يحدد الإجهاد المتبقي في الأقسام السميكة.

الاستنتاج

التحكم الدقيق في درجة الحرارة وإدارة التدرج أثناء التسخين أمر بالغ الأهمية للحفاظ على سلامة زجاج الكوارتز. من خلال الالتزام بمبادئ نقطة التوتر وديناميكيات درجة الحرارة الافتراضية،المنتجون يحققون تخفيفًا مثاليًا للإجهاد مع الحفاظ على الاستقرار البعدي والبصري.

تتخصص ZMSH في التوريد المهني والمعالجة المخصصة لمواد الكوارتز عالية النقاء والمكونات ، وتقدم محفظة منتجات شاملة تشمل قضبان الكوارتز ، أنابيب الكوارتز ،زجاجات الكوارتز، ورق الكوارتز، حلقات الكوارتز، رقائق الكوارتز، وزجاج الكوارتز البصري. خدماتنا تدعم كل من المواصفات القياسية والهندسة غير النظامية،تلبية المتطلبات الصارمة لنصف الموصلاتمن خلال دمج اختيار المواد المتقدمة، والمعالجة الدقيقة، وضمان الجودة الصارمة،نحن نقدم حلولاً شاملة من تخصيص المواد إلى تسليم المنتج النهائي لضمان الأداء الأمثل والموثوقية في التطبيقات الحرجة.