1. Straen Thermol Yn Ystod Oeri (Prif Achos)
Mae cwarts wedi'i asio yn cynhyrchu straen o dan amodau tymheredd anghyfartal. Ar unrhyw dymheredd penodol, mae strwythur atomig cwarts wedi'i asio yn cyrraedd cyfluniad gofodol cymharol "optimaidd". Wrth i'r tymheredd newid, mae bylchau atomig yn symud yn unol â hynny - ffenomen a elwir yn gyffredin yn ehangu thermol. Pan gaiff cwarts wedi'i asio ei gynhesu neu ei oeri'n anwastad, mae ehangu anghyfartal yn digwydd.
Mae straen thermol fel arfer yn codi pan fydd rhanbarthau poethach yn ceisio ehangu ond yn cael eu cyfyngu gan barthau oerach cyfagos. Mae hyn yn creu straen cywasgol, nad yw fel arfer yn achosi difrod. Os yw'r tymheredd yn ddigon uchel i feddalu'r gwydr, gellir lleddfu'r straen. Fodd bynnag, os yw'r gyfradd oeri yn rhy gyflym, mae'r gludedd yn cynyddu'n gyflym, ac ni all y strwythur atomig mewnol addasu mewn pryd i'r tymheredd sy'n gostwng. Mae hyn yn arwain at straen tynnol, sy'n llawer mwy tebygol o achosi craciau neu fethiant.
Mae straen o'r fath yn dwysáu wrth i'r tymheredd ostwng, gan gyrraedd lefelau uchel ar ddiwedd y broses oeri. Cyfeirir at y tymheredd lle mae gwydr cwarts yn cyrraedd gludedd uwchlaw 10^4.6 poise fel ypwynt straenAr y pwynt hwn, mae gludedd y deunydd mor uchel fel bod straen mewnol yn cael ei gloi i mewn yn effeithiol ac ni all wasgaru mwyach.
2. Straen o Drawsnewid Cyfnod ac Ymlacio Strwythurol
Ymlacio Strwythurol Metasefydlog:
Yn y cyflwr tawdd, mae cwarts wedi'i asio yn arddangos trefniant atomig anhrefnus iawn. Ar ôl oeri, mae atomau'n tueddu i ymlacio tuag at gyfluniad mwy sefydlog. Fodd bynnag, mae gludedd uchel y cyflwr gwydrog yn rhwystro symudiad atomig, gan arwain at strwythur mewnol metasefydlog a chynhyrchu straen ymlacio. Dros amser, gall y straen hwn gael ei ryddhau'n araf, ffenomen a elwir ynheneiddio gwydr.
Tueddiad Crisialu:
Os cedwir cwarts wedi'i asio o fewn ystodau tymheredd penodol (megis ger y tymheredd crisialu) am gyfnodau hir, gall microgrisialu ddigwydd—er enghraifft, gwaddod microgrisialau cristobalit. Mae'r anghydweddiad cyfaint rhwng y cyfnodau crisialog ac amorffaidd yn creustraen pontio cyfnod.
3. Llwyth Mecanyddol a Grym Allanol
1. Straen o Brosesu:
Gall grymoedd mecanyddol a roddir ar waith wrth dorri, malu neu sgleinio achosi ystumio dellt arwyneb a straen prosesu. Er enghraifft, wrth dorri gydag olwyn malu, mae gwres lleol a phwysau mecanyddol ar yr ymyl yn achosi crynodiad straen. Gall technegau amhriodol wrth ddrilio neu slotio arwain at grynodiadau straen mewn rhiciau, gan wasanaethu fel pwyntiau cychwyn craciau.
2. Straen o Amodau Gwasanaeth:
Pan gaiff ei ddefnyddio fel deunydd strwythurol, gall cwarts wedi'i asio brofi straen ar raddfa fawr oherwydd llwythi mecanyddol fel pwysau neu blygu. Er enghraifft, gall gwydr cwarts ddatblygu straen plygu wrth ddal cynnwys trwm.
4. Sioc Thermol ac Amrywiad Tymheredd Cyflym
1. Straen uniongyrchol o wresogi/oeri cyflym:
Er bod gan gwarts wedi'i asio gyfernod ehangu thermol isel iawn (~0.5 × 10⁻⁶/°C), gall newidiadau tymheredd cyflym (e.e., gwresogi o dymheredd ystafell i dymheredd uchel, neu drochi mewn dŵr iâ) achosi graddiannau tymheredd lleol serth o hyd. Mae'r graddiannau hyn yn arwain at ehangu neu grebachu thermol sydyn, gan gynhyrchu straen thermol ar unwaith. Enghraifft gyffredin yw llestri cwarts labordy yn torri oherwydd sioc thermol.
2. Blinder Thermol Cylchol:
Pan fydd yn agored i amrywiadau tymheredd hirdymor, ailadroddus—megis mewn leininau ffwrnais neu ffenestri gwylio tymheredd uchel—mae cwarts wedi'i asio yn ehangu ac yn crebachu'n gylchol. Mae hyn yn arwain at gronni straen blinder, gan gyflymu heneiddio a'r risg o gracio.
5. Straen a Achosir yn Gemegol
1. Straen Cyrydiad a Diddymiad:
Pan fydd cwarts wedi'i asio yn dod i gysylltiad â thoddiannau alcalïaidd cryf (e.e., NaOH) neu nwyon asidig tymheredd uchel (e.e., HF), mae cyrydiad ac hydoddiant arwyneb yn digwydd. Mae hyn yn tarfu ar unffurfiaeth strwythurol ac yn achosi straen cemegol. Er enghraifft, gall cyrydiad alcalïaidd arwain at newidiadau i gyfaint yr arwyneb neu ffurfio micrograciau.
2. Straen a Achosir gan Glefyd Cardiofasgwlaidd:
Gall prosesau Dyddodiad Anwedd Cemegol (CVD) sy'n dyddodi haenau (e.e. SiC) ar gwarts wedi'i asio gyflwyno straen rhyngwynebol oherwydd gwahaniaethau mewn cyfernodau ehangu thermol neu fodiwlau elastig rhwng y ddau ddeunydd. Yn ystod oeri, gall y straen hwn achosi dadlaminiad neu gracio'r haen neu'r swbstrad.
6. Diffygion a Amhureddau Mewnol
1. Swigod a Chynhwysiadau:
Gall swigod nwy gweddilliol neu amhureddau (e.e., ïonau metelaidd neu ronynnau heb eu toddi) a gyflwynir yn ystod toddi wasanaethu fel crynodyddion straen. Mae gwahaniaethau mewn ehangu thermol neu hydwythedd rhwng y cynhwysiadau hyn a'r matrics gwydr yn creu straen mewnol lleol. Yn aml, mae craciau'n cychwyn ar ymylon yr amherffeithrwydd hyn.
2. Micrograciau a Diffygion Strwythurol:
Gall amhureddau neu ddiffygion yn y deunydd crai neu o'r broses doddi arwain at ficrograciau mewnol. O dan lwythi mecanyddol neu gylchred thermol, gall crynodiad straen ar flaenau craciau hyrwyddo lledaeniad craciau, gan leihau cyfanrwydd deunydd.
Amser postio: Gorff-04-2025