Quarzglas , bekannt als der 'König von Glas', wird in vielen Bereichen aufgrund seiner hervorragenden mechanischen Eigenschaften, Wärmewiderstand und elektrischer Isolierung häufig verwendet.

Theoretische berechnete Stärke und tatsächliche gemessene Festigkeit

Die theoretische berechnete Stärke von Quarzglas beträgt bis zu 24 × 10 ^ 3MPa, was darauf hinweist, dass Quarzglas in einem idealen Zustand extrem hoher mechanischer Spannung standhalten kann. Die tatsächliche gemessene Festigkeit ist jedoch normalerweise viel niedriger als der theoretische Wert, möglicherweise einige zehnmal niedrigere. Dies liegt hauptsächlich daran, dass die tatsächliche Stärke von Quarzglas durch verschiedene Faktoren wie Oberflächendefekte, geometrische Form, Testmethoden usw. beeinflusst wird.

Die Hauptfaktoren, die die Stärke von Quarzglas beeinflussen

Oberflächendefekte: Mikroreter auf der Oberfläche von Quarzglas haben einen signifikanten Einfluss auf seine Stärke. Die Biegefestigkeit von fein gemahlenen Quarzglasproben ist ungefähr 0,6 -mal höher als die von groben gemahlenen Proben. Dies liegt daran, dass feines Schleifen die Anzahl und Tiefe der Oberflächenmikramme verringern und damit die Stärke des Materials verbessert.

Interne Defekte wie Blasen, Verunreinigungen, ungleichmäßiges Schmelzen und Reststress sind auch wichtige Faktoren, die die Stärke von Quarzglas beeinflussen. Diese Defekte verringern die Gesamtstärke des Materials und machen es anfälliger für Frakturen, wenn sie mechanischer Spannung ausgesetzt sind.

Temperatur: Die Stärke des Quarzglas nimmt mit der Temperatur zu und erreicht ihren Maximalwert in der Nähe der Tempelstemperatur. Darüber hinaus steigen der Schermodul, der Young's Modulus, die Dämpfung, das Poisson -Verhältnis und der Versagensmodul ebenfalls mit zunehmender Temperatur an, während die Härte das Gegenteil ist. Diese Eigenschaft ermöglicht es Quarzglas, auch in Hochtemperaturumgebungen eine hohe mechanische Festigkeit aufrechtzuerhalten.

Anwendungsvorteile der mechanischen Stärke von Quarzglas

Die hohe mechanische Stärke von Quarzglas bietet den Vorteil, eine stabile Leistung unter mechanischer Spannung aufrechtzuerhalten. Auf diese Weise verfügt es über breite Anwendungsaussichten in der Herstellung von Halbleiter, in der Luft- und Raumfahrt, in optischen Instrumenten und in anderen Bereichen. Beispielsweise muss Quarzglas als Waferträger und Ätzmaske extreme Bedingungen wie hohe Temperatur und chemische Korrosion und hohe mechanische Festigkeit standhalten, um diese Aufgabe auszuführen.

Möglichkeiten zur Verbesserung der mechanischen Stärke von Quarzglas

Um die mechanische Stärke von Quarzglas zu verbessern, können folgende Maßnahmen ergriffen werden:

Produktionsprozess optimieren: Reduzieren Sie durch Verbesserung des Produktionsprozesses die Erzeugung interner Defekte wie Blasen und Verunreinigungen und verbessern Sie die Gesamtfestigkeit von Materialien.

Oberflächenbehandlungstechnologie: Verwenden von Oberflächenbehandlungstechniken wie feines Schleifen und Polieren, um die Anzahl und Tiefe der Oberflächenmikriere zu verringern, wodurch die Biegefestigkeit von Materialien verbessert wird.

Temperaturregelung: Wenn sie in Umgebungen mit hoher Temperatur verwendet werden, sollte die Temperatur angemessen gesteuert werden, um eine materielle Erweichung oder Verformung aufgrund von übermäßiger Temperatur zu vermeiden, was die mechanische Festigkeit beeinflussen kann.

Obwohl die mechanische Stärke von Quarzglas durch verschiedene Faktoren beeinflusst wird, hat sie in einem idealen Zustand immer noch eine extrem hohe theoretische Berechnungsfestigkeit. Durch die Optimierung von Produktionsprozessen, Oberflächenbehandlungstechniken und Temperaturkontrollmaßnahmen kann seine mechanische Festigkeit weiter verbessert werden, um die stabile Leistung unter verschiedenen extremen Bedingungen aufrechtzuerhalten. Daher bieten die hervorragenden mechanischen Eigenschaften von Quarzglas zweifellos eine solide Garantie für seine Anwendung in vielen Bereichen.

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