1. ٹھنڈک کے دوران تھرمل تناؤ (بنیادی وجہ)
فیوزڈ کوارٹج غیر یکساں درجہ حرارت کے حالات میں تناؤ پیدا کرتا ہے۔ کسی بھی درجہ حرارت پر، فیوزڈ کوارٹج کا جوہری ڈھانچہ نسبتاً "بہترین" مقامی ترتیب تک پہنچ جاتا ہے۔ جیسے جیسے درجہ حرارت میں تبدیلی آتی ہے، اس کے مطابق جوہری فاصلہ بدل جاتا ہے- ایک ایسا رجحان جسے عام طور پر تھرمل توسیع کہا جاتا ہے۔ جب فیوزڈ کوارٹج کو غیر مساوی طور پر گرم یا ٹھنڈا کیا جاتا ہے تو غیر یکساں توسیع ہوتی ہے۔
حرارتی تناؤ عام طور پر اس وقت پیدا ہوتا ہے جب گرم علاقے پھیلنے کی کوشش کرتے ہیں لیکن ٹھنڈے علاقوں کے آس پاس کی وجہ سے محدود ہوتے ہیں۔ یہ کمپریسیو تناؤ پیدا کرتا ہے، جو عام طور پر نقصان کا سبب نہیں بنتا ہے۔ اگر شیشے کو نرم کرنے کے لیے درجہ حرارت کافی زیادہ ہو تو تناؤ کو دور کیا جا سکتا ہے۔ تاہم، اگر ٹھنڈک کی شرح بہت تیز ہے، تو viscosity تیزی سے بڑھ جاتی ہے، اور اندرونی جوہری ڈھانچہ وقت کے ساتھ گھٹتے ہوئے درجہ حرارت کے مطابق نہیں ہو سکتا۔ اس کے نتیجے میں تناؤ کا تناؤ پیدا ہوتا ہے، جس میں فریکچر یا ناکامی کا زیادہ امکان ہوتا ہے۔
اس طرح کا تناؤ درجہ حرارت میں کمی کے ساتھ شدت اختیار کرتا ہے، ٹھنڈک کے عمل کے اختتام پر اونچی سطح تک پہنچ جاتا ہے۔ وہ درجہ حرارت جس پر کوارٹج گلاس 10^4.6 پوائس سے اوپر کی چپچپا پن تک پہنچ جاتا ہے اسے کہا جاتا ہےکشیدگی کا نقطہ. اس مقام پر، مواد کی واسکاسیٹی اتنی زیادہ ہے کہ اندرونی تناؤ مؤثر طریقے سے بند ہو جاتا ہے اور اب ختم نہیں ہو سکتا۔
2. فیز ٹرانزیشن اور سٹرکچرل ریلیکسیشن سے تناؤ
میٹاسٹیبل ساختی نرمی:
پگھلی ہوئی حالت میں، فیوزڈ کوارٹز ایک انتہائی غیر منقولہ جوہری ترتیب کو ظاہر کرتا ہے۔ ٹھنڈا ہونے پر، ایٹم زیادہ مستحکم ترتیب کی طرف آرام کرتے ہیں۔ تاہم، شیشے والی حالت کی اعلی چپچپا ایٹم کی نقل و حرکت کو روکتی ہے، جس کے نتیجے میں میٹاسٹیبل اندرونی ڈھانچہ پیدا ہوتا ہے اور نرمی کا تناؤ پیدا ہوتا ہے۔ وقت کے ساتھ، یہ کشیدگی آہستہ آہستہ جاری ہوسکتی ہے، ایک رجحان کے طور پر جانا جاتا ہےشیشے کی عمر بڑھ رہی ہے.
کرسٹلائزیشن کا رجحان:
اگر فیوزڈ کوارٹج کو مخصوص درجہ حرارت کی حدود میں (جیسے کرسٹلائزیشن درجہ حرارت کے قریب) میں توسیع کی مدت کے لیے رکھا جاتا ہے، تو مائیکرو کرسٹلائزیشن ہو سکتی ہے- مثال کے طور پر، کرسٹوبلائٹ مائیکرو کرسٹلز کی بارش۔ کرسٹل لائن اور بے ساختہ مراحل کے درمیان حجمی مماثلت پیدا ہوتی ہے۔مرحلے کی منتقلی کشیدگی.
3. مکینیکل لوڈ اور بیرونی قوت
1. پروسیسنگ سے تناؤ:
کاٹنے، پیسنے یا پالش کرنے کے دوران لگائی جانے والی مکینیکل قوتیں سطح کی جالیوں کی مسخ اور پروسیسنگ تناؤ کو متعارف کروا سکتی ہیں۔ مثال کے طور پر، پیسنے والے پہیے سے کاٹنے کے دوران، کنارے پر مقامی حرارت اور مکینیکل دباؤ تناؤ کے ارتکاز کو دلاتا ہے۔ ڈرلنگ یا سلاٹنگ میں غلط تکنیک نشانوں پر تناؤ کے ارتکاز کا باعث بن سکتی ہے، جو کریک انیشیشن پوائنٹس کے طور پر کام کرتی ہے۔
2. سروس کی شرائط سے تناؤ:
جب ساختی مواد کے طور پر استعمال کیا جاتا ہے تو، فیوزڈ کوارٹز مکینیکل بوجھ جیسے دباؤ یا موڑنے کی وجہ سے میکرو پیمانے پر دباؤ کا تجربہ کر سکتا ہے۔ مثال کے طور پر، کوارٹج شیشے کا سامان بھاری مواد رکھنے پر موڑنے کا دباؤ پیدا کر سکتا ہے۔
4. تھرمل شاک اور تیز درجہ حرارت کا اتار چڑھاؤ
1. تیز حرارت/کولنگ سے فوری تناؤ:
اگرچہ فیوزڈ کوارٹز میں تھرمل ایکسپینشن گتانک بہت کم ہوتا ہے (~0.5×10⁻⁶/°C)، درجہ حرارت میں تیزی سے تبدیلیاں (مثلاً، کمرے کے درجہ حرارت سے زیادہ درجہ حرارت تک گرم ہونا، یا برف کے پانی میں ڈوب جانا) اب بھی مقامی درجہ حرارت کے درجہ حرارت کا سبب بن سکتا ہے۔ یہ میلان اچانک تھرمل توسیع یا سکڑاؤ کے نتیجے میں، فوری تھرمل تناؤ پیدا کرتے ہیں۔ ایک عام مثال تھرمل جھٹکے کی وجہ سے لیبارٹری کوارٹز ویئر کا ٹوٹنا ہے۔
2. سائیکلک تھرمل تھکاوٹ:
جب طویل مدتی، بار بار درجہ حرارت کے اتار چڑھاو کا سامنا کرنا پڑتا ہے — جیسے کہ فرنس لائننگ یا ہائی ٹمپریچر دیکھنے والی کھڑکیوں میں — فیوزڈ کوارٹز چکراتی توسیع اور سکڑاؤ سے گزرتا ہے۔ اس سے تھکاوٹ کا تناؤ جمع ہوتا ہے، عمر بڑھنے میں تیزی آتی ہے اور ٹوٹ پھوٹ کا خطرہ ہوتا ہے۔
5. کیمیائی طور پر حوصلہ افزائی کشیدگی
1. سنکنرن اور تحلیل کشیدگی:
جب فیوزڈ کوارٹز مضبوط الکلائن محلول (جیسے، NaOH) یا اعلی درجہ حرارت والی تیزابی گیسوں (مثلاً، HF) کے رابطے میں آتا ہے، تو سطح کی سنکنرن اور تحلیل ہوتی ہے۔ یہ ساختی یکسانیت میں خلل ڈالتا ہے اور کیمیائی تناؤ کو جنم دیتا ہے۔ مثال کے طور پر، الکلی سنکنرن سطح کے حجم میں تبدیلی یا مائکرو کریک کی تشکیل کا باعث بن سکتا ہے۔
2. CVD کی حوصلہ افزائی کا تناؤ:
کیمیکل وانپ ڈپوزیشن (CVD) کا عمل جو کوٹنگز (مثال کے طور پر، SiC) کو فیوزڈ کوارٹج پر جمع کرتا ہے، دونوں مواد کے درمیان تھرمل ایکسپینشن کوفیشینٹس یا لچکدار ماڈیولی میں فرق کی وجہ سے انٹرفیشل تناؤ متعارف کرا سکتا ہے۔ ٹھنڈک کے دوران، یہ تناؤ کوٹنگ یا سبسٹریٹ کے ڈیلامینیشن یا کریکنگ کا سبب بن سکتا ہے۔
6. اندرونی نقائص اور نجاست
1. بلبلے اور شمولیت:
پگھلنے کے دوران متعارف کرائے جانے والے گیس کے بقایا بلبلے یا نجاست (مثلاً دھاتی آئن یا غیر پگھلنے والے ذرات) تناؤ کے مرکز کے طور پر کام کر سکتے ہیں۔ ان شمولیتوں اور شیشے کے میٹرکس کے درمیان تھرمل توسیع یا لچک میں فرق مقامی اندرونی دباؤ پیدا کرتا ہے۔ دراڑیں اکثر ان خامیوں کے کناروں سے شروع ہوتی ہیں۔
2. مائیکرو کریکس اور ساختی خامیاں:
خام مال میں یا پگھلنے کے عمل سے نجاست یا خامیاں اندرونی مائیکرو کریکس کا نتیجہ ہو سکتی ہیں۔ مکینیکل بوجھ یا تھرمل سائیکلنگ کے تحت، کریک ٹپس پر تناؤ کا ارتکاز شگاف کے پھیلاؤ کو فروغ دے سکتا ہے، مواد کی سالمیت کو کم کر سکتا ہے۔
پوسٹ ٹائم: جولائی 04-2025