O vidro de quartzo , conhecido como 'rei do vidro', é amplamente utilizado em muitos campos devido às suas excelentes propriedades mecânicas, resistência ao calor e isolamento elétrico.

Força teórica calculada e força medida real

A resistência teórica calculada do vidro de quartzo é tão alta quanto 24 × 10 ^ 3mPa, o que indica que, em um estado ideal, o vidro de quartzo pode suportar tensão mecânica extremamente alta. No entanto, a força medida real é geralmente muito menor que o valor teórico, possivelmente várias dezenas de vezes mais baixas. Isso ocorre principalmente porque a resistência real do vidro de quartzo é influenciada por vários fatores, como defeitos de superfície, forma geométrica, métodos de teste etc. A resistência à compressão do vidro de quartzo transparente é geralmente entre 490 ~ 1960MPa, a resistência à tração está entre 50 ~ 70 mPA, a força de Bending está entre 66 ~ 108mpA.

Os principais fatores que afetam a força do vidro de quartzo

Defeitos de superfície: as microcracks na superfície do vidro de quartzo têm um impacto significativo em sua força. A resistência à flexão das amostras de vidro de quartzo finamente moída é aproximadamente 0,6 vezes maior que a das amostras grosseiramente fundamentadas. Isso ocorre porque a moagem fina pode reduzir o número e a profundidade das microcracks da superfície, melhorando assim a força do material.

Defeitos internos, como bolhas, impurezas, fusão desigual e estresse residual também são fatores importantes que afetam a força do vidro de quartzo. Esses defeitos reduzirão a força geral do material, tornando -o mais propenso a fraturas quando submetido a estresse mecânico.

Temperatura: A força do vidro de quartzo aumenta com a temperatura e atinge seu valor máximo próximo à temperatura de recozimento. Além disso, seu módulo de cisalhamento, módulo de Young, amortecimento, razão de Poisson e módulo de falha também aumentam com o aumento da temperatura, enquanto a dureza é o oposto. Essa característica permite que o vidro de quartzo mantenha alta resistência mecânica, mesmo em ambientes de alta temperatura.

Vantagens de aplicação da força mecânica do vidro de quartzo

A alta resistência mecânica do vidro de quartzo oferece a vantagem de manter o desempenho estável sob tensão mecânica. Isso faz com que ele tenha amplas perspectivas de aplicação na fabricação de semicondutores, aeroespacial, instrumentos ópticos e outros campos. Por exemplo, no processo de fabricação de semicondutores, o vidro de quartzo, como portador de wafer e máscara de gravação, precisa suportar condições extremas, como alta temperatura e corrosão química, e a alta resistência mecânica é a chave para sua capacidade de executar essa tarefa.

Maneiras de melhorar a força mecânica do vidro de quartzo

Para melhorar a força mecânica do vidro de quartzo, podem ser tomadas as seguintes medidas:

Otimize o processo de produção: melhorando o processo de produção, reduza a geração de defeitos internos, como bolhas e impurezas, e melhore a força geral dos materiais.

Tecnologia do tratamento da superfície: Usando técnicas de tratamento de superfície, como moagem e polimento fino para reduzir o número e a profundidade das micro -travessias da superfície, melhorando assim a força flexural dos materiais.

Controle de temperatura: Quando usado em ambientes de alta temperatura, a temperatura deve ser controlada razoavelmente para evitar amolecimento ou deformação do material devido à temperatura excessiva, o que pode afetar sua força mecânica.

Embora a resistência mecânica do vidro de quartzo seja influenciada por vários fatores, ele ainda possui força de cálculo teórica extremamente alta em um estado ideal. Ao otimizar os processos de produção, as técnicas de tratamento de superfície e as medidas de controle de temperatura, sua resistência mecânica pode ser melhorada para manter o desempenho estável sob várias condições extremas. Portanto, como o 'rei do vidro', as excelentes propriedades mecânicas do vidro de quartzo, sem dúvida, fornecem uma sólida garantia para sua aplicação em muitos campos.

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