১. শীতলকরণের সময় তাপীয় চাপ (প্রাথমিক কারণ)
ফিউজড কোয়ার্টজ অসম তাপমাত্রার পরিস্থিতিতে চাপ তৈরি করে। যেকোনো তাপমাত্রায়, ফিউজড কোয়ার্টজের পারমাণবিক গঠন তুলনামূলকভাবে "সর্বোত্তম" স্থানিক বিন্যাসে পৌঁছায়। তাপমাত্রা পরিবর্তনের সাথে সাথে, পারমাণবিক ব্যবধান সেই অনুযায়ী পরিবর্তিত হয় - একটি ঘটনা যা সাধারণত তাপীয় সম্প্রসারণ হিসাবে পরিচিত। যখন ফিউজড কোয়ার্টজ অসমভাবে উত্তপ্ত বা ঠান্ডা করা হয়, তখন অসম সম্প্রসারণ ঘটে।
তাপীয় চাপ সাধারণত তখনই দেখা দেয় যখন উষ্ণ অঞ্চলগুলি প্রসারিত হওয়ার চেষ্টা করে কিন্তু আশেপাশের শীতল অঞ্চলগুলির দ্বারা সীমাবদ্ধ থাকে। এটি সংকোচনশীল চাপ তৈরি করে, যা সাধারণত ক্ষতি করে না। যদি তাপমাত্রা কাচকে নরম করার জন্য যথেষ্ট বেশি হয়, তাহলে চাপ উপশম করা যেতে পারে। তবে, যদি শীতলতার হার খুব দ্রুত হয়, তাহলে সান্দ্রতা দ্রুত বৃদ্ধি পায় এবং অভ্যন্তরীণ পারমাণবিক কাঠামো ক্রমহ্রাসমান তাপমাত্রার সাথে সামঞ্জস্য করতে পারে না। এর ফলে প্রসার্য চাপ তৈরি হয়, যা ফ্র্যাকচার বা ব্যর্থতার কারণ হওয়ার সম্ভাবনা অনেক বেশি।
তাপমাত্রা কমে যাওয়ার সাথে সাথে এই চাপ তীব্রতর হয়, শীতলকরণ প্রক্রিয়ার শেষে উচ্চ স্তরে পৌঁছায়। যে তাপমাত্রায় কোয়ার্টজ গ্লাস 10^4.6 পোইসের উপরে সান্দ্রতা অর্জন করে তাকে বলা হয়স্ট্রেন পয়েন্টএই সময়ে, উপাদানের সান্দ্রতা এত বেশি থাকে যে অভ্যন্তরীণ চাপ কার্যকরভাবে আটকে যায় এবং আর বিলীন হতে পারে না।
২. পর্যায় পরিবর্তন এবং কাঠামোগত শিথিলকরণের চাপ
মেটাস্টেবল স্ট্রাকচারাল রিলাক্সেশন:
গলিত অবস্থায়, মিশ্রিত কোয়ার্টজ একটি অত্যন্ত বিশৃঙ্খল পারমাণবিক বিন্যাস প্রদর্শন করে। ঠান্ডা হওয়ার পরে, পরমাণুগুলি আরও স্থিতিশীল বিন্যাসের দিকে শিথিল হওয়ার প্রবণতা রাখে। তবে, কাঁচের অবস্থার উচ্চ সান্দ্রতা পারমাণবিক চলাচলকে বাধাগ্রস্ত করে, যার ফলে একটি মেটাস্টেবল অভ্যন্তরীণ কাঠামো তৈরি হয় এবং শিথিলকরণ চাপ তৈরি হয়। সময়ের সাথে সাথে, এই চাপ ধীরে ধীরে মুক্তি পেতে পারে, যা একটি ঘটনা হিসাবে পরিচিতকাচের পক্বতা.
স্ফটিকীকরণ প্রবণতা:
যদি মিশ্রিত কোয়ার্টজ নির্দিষ্ট তাপমাত্রার সীমার মধ্যে (যেমন স্ফটিকীকরণ তাপমাত্রার কাছাকাছি) দীর্ঘ সময় ধরে ধরে রাখা হয়, তাহলে মাইক্রোক্রিস্টালাইজেশন ঘটতে পারে - উদাহরণস্বরূপ, ক্রিস্টোবালাইট মাইক্রোক্রিস্টালের বৃষ্টিপাত। স্ফটিক এবং নিরাকার পর্যায়ের মধ্যে আয়তনের অমিল তৈরি করেপর্যায় পরিবর্তনের চাপ.
3. যান্ত্রিক লোড এবং বাহ্যিক বল
১. প্রক্রিয়াজাতকরণের চাপ:
কাটা, গ্রাইন্ডিং বা পলিশ করার সময় যান্ত্রিক বল প্রয়োগ করলে পৃষ্ঠের জালির বিকৃতি এবং প্রক্রিয়াকরণের চাপ দেখা দিতে পারে। উদাহরণস্বরূপ, গ্রাইন্ডিং হুইল দিয়ে কাটার সময়, প্রান্তে স্থানীয় তাপ এবং যান্ত্রিক চাপ চাপের ঘনত্বকে প্ররোচিত করে। ড্রিলিং বা স্লটিংয়ের অনুপযুক্ত কৌশলগুলি খাঁজে চাপের ঘনত্বের দিকে পরিচালিত করতে পারে, যা ফাটলের সূচনা বিন্দু হিসাবে কাজ করে।
2. পরিষেবার শর্তাবলী থেকে চাপ:
কাঠামোগত উপাদান হিসেবে ব্যবহার করা হলে, চাপ বা বাঁকানোর মতো যান্ত্রিক চাপের কারণে ফিউজড কোয়ার্টজ ম্যাক্রো-স্কেল চাপ অনুভব করতে পারে। উদাহরণস্বরূপ, ভারী জিনিসপত্র ধারণ করার সময় কোয়ার্টজ কাচের পাত্রে বাঁকানোর চাপ তৈরি হতে পারে।
৪. তাপীয় শক এবং দ্রুত তাপমাত্রার ওঠানামা
১. দ্রুত গরম/ঠান্ডা হওয়ার ফলে তাৎক্ষণিক চাপ:
যদিও ফিউজড কোয়ার্টজের তাপীয় প্রসারণ সহগ খুবই কম (~0.5×10⁻⁶/°C), তবুও দ্রুত তাপমাত্রার পরিবর্তন (যেমন, ঘরের তাপমাত্রা থেকে উচ্চ তাপমাত্রায় উত্তপ্ত করা, অথবা বরফের জলে ডুবিয়ে রাখা) স্থানীয় তাপমাত্রার তীব্র পরিবর্তন ঘটাতে পারে। এই পরিবর্তনের ফলে হঠাৎ তাপীয় প্রসারণ বা সংকোচন ঘটে, যা তাৎক্ষণিক তাপীয় চাপ তৈরি করে। একটি সাধারণ উদাহরণ হল তাপীয় শকের কারণে ল্যাবরেটরি কোয়ার্টজওয়্যারের ফ্র্যাকচার।
২. চক্রীয় তাপীয় ক্লান্তি:
দীর্ঘমেয়াদী, বারবার তাপমাত্রার ওঠানামার সংস্পর্শে এলে—যেমন চুল্লির আস্তরণ বা উচ্চ-তাপমাত্রা দেখার জানালায়—ফিউজড কোয়ার্টজ চক্রাকারে প্রসারণ এবং সংকোচনের মধ্য দিয়ে যায়। এর ফলে ক্লান্তি, চাপ, বার্ধক্য বৃদ্ধি পায় এবং ফাটল ধরার ঝুঁকি থাকে।
৫. রাসায়নিকভাবে প্ররোচিত চাপ
১. ক্ষয় এবং দ্রবীভূতির চাপ:
যখন মিশ্রিত কোয়ার্টজ শক্তিশালী ক্ষারীয় দ্রবণ (যেমন, NaOH) বা উচ্চ-তাপমাত্রার অ্যাসিডিক গ্যাসের (যেমন, HF) সংস্পর্শে আসে, তখন পৃষ্ঠের ক্ষয় এবং দ্রবীভূতি ঘটে। এটি কাঠামোগত অভিন্নতা ব্যাহত করে এবং রাসায়নিক চাপ সৃষ্টি করে। উদাহরণস্বরূপ, ক্ষারীয় ক্ষয় পৃষ্ঠের আয়তনের পরিবর্তন বা মাইক্রোক্র্যাক গঠনের কারণ হতে পারে।
২. সিভিডি-প্ররোচিত চাপ:
রাসায়নিক বাষ্প জমা (CVD) প্রক্রিয়া যা আবরণ (যেমন, SiC) ফিউজড কোয়ার্টজের উপর জমা করে, দুটি পদার্থের মধ্যে তাপীয় সম্প্রসারণ সহগ বা ইলাস্টিক মডিউলির পার্থক্যের কারণে আন্তঃমুখী চাপ সৃষ্টি করতে পারে। শীতল করার সময়, এই চাপ আবরণ বা সাবস্ট্রেটের ডিলামিনেশন বা ফাটল সৃষ্টি করতে পারে।
৬. অভ্যন্তরীণ ত্রুটি এবং অপবিত্রতা
১. বুদবুদ এবং অন্তর্ভুক্তি:
গলে যাওয়ার সময় অবশিষ্ট গ্যাস বুদবুদ বা অমেধ্য (যেমন, ধাতব আয়ন বা অগলিত কণা) প্রবেশ করে, তা চাপ ঘনীভূতকারী হিসেবে কাজ করতে পারে। এই অন্তর্ভুক্তি এবং কাচের ম্যাট্রিক্সের মধ্যে তাপীয় প্রসারণ বা স্থিতিস্থাপকতার পার্থক্য স্থানীয় অভ্যন্তরীণ চাপ তৈরি করে। এই অসম্পূর্ণতার প্রান্তে প্রায়শই ফাটল দেখা দেয়।
2. মাইক্রোক্র্যাক এবং কাঠামোগত ত্রুটি:
কাঁচামালে বা গলানোর প্রক্রিয়া থেকে অমেধ্য বা ত্রুটির ফলে অভ্যন্তরীণ মাইক্রোফাটল হতে পারে। যান্ত্রিক লোড বা তাপীয় চক্রের অধীনে, ফাটলের ডগায় চাপের ঘনত্ব ফাটলের বিস্তারকে বাড়িয়ে তুলতে পারে, যা উপাদানের অখণ্ডতা হ্রাস করতে পারে।
পোস্টের সময়: জুলাই-০৪-২০২৫