अर्धचालक क्वार्ट्ज उत्पादों में तनाव कैसे उत्पन्न होता है？

क्वार्ट्जअर्धचालक और ऑप्टिकल उपकरणों जैसे उच्च-स्तरीय क्षेत्रों में प्राथमिक सामग्री है। हालाँकि, तनाव का अस्तित्व एक "टाइम बम" की तरह है, जो क्वार्ट्ज के भौतिक और रासायनिक गुणों को नुकसान पहुंचा सकता है, जिससे इसके अंतिम उत्पादों के उपयोग प्रभाव और जीवनकाल पर असर पड़ सकता है। इसलिए, उच्च गुणवत्ता वाले क्वार्ट्ज उत्पादों के उत्पादन के लिए तनाव के कारणों का गहन विश्लेषण करना अत्यंत महत्वपूर्ण है।

क्वार्ट्ज़ तनाव उत्पन्न करने के मुख्य कारक

1.क्रिस्टल संरचना अंतर

क्वार्ट्ज कई क्रिस्टल रूपों को प्रदर्शित करता है, जिनमें α-क्वार्ट्ज, β-क्वार्ट्ज और γ-क्वार्ट्ज सबसे अधिक प्रचलित हैं। तापमान परिवर्तन जैसी बाहरी स्थितियों के कारण, क्वार्ट्ज का क्रिस्टल रूप इसकी जाली संरचना के पुनर्गठन के साथ प्रतिवर्ती परिवर्तन से गुजरेगा। यह संरचनात्मक पुनर्निर्माण परमाणु अंतर और विन्यास को संशोधित करता है, जिससे क्वार्ट्ज के भीतर आंतरिक तनाव पैदा होता है।

2.क्रिस्टल अशुद्धियाँ और दोष

क्वार्ट्ज में अल और बी जैसे अशुद्ध परमाणुओं की उपस्थिति के परिणामस्वरूप जाली विरूपण होगा क्योंकि उनकी आयनिक त्रिज्या मेजबान सी और ओ आयनों से भिन्न होती है। वे मूल जाली संतुलन को बाधित कर सकते हैं और स्थानीय तनाव उत्पन्न कर सकते हैं। इसके अतिरिक्त, क्वार्ट्ज के अंदर क्रिस्टल दोष के परिणामस्वरूप स्थानीय जाली विकृति भी हो सकती है और बाद में आंतरिक तनाव उत्पन्न हो सकता है।

3.तापमान परिवर्तन के कारण होने वाला थर्मल तनाव

क्वार्ट्ज उत्पादों के विभिन्न हिस्सों में तापमान परिवर्तन दर में भिन्नता से थर्मल विस्तार और संकुचन की डिग्री में संबंधित अंतर होता है। इस तरह के मतभेदों के कारण होने वाले आपसी संयम में थर्मल तनाव उत्पन्न होता है। उदाहरण के लिए, जब उच्च तापमान प्रसंस्करण के बाद तेजी से ठंडा किया जाता है, तो उत्पाद की सतह ठंडी हवा या ठंडा तरल पदार्थ के संपर्क में आने पर जल्दी से ठंडी और सिकुड़ जाती है, जबकि आंतरिक भाग लंबे समय तक गर्मी बरकरार रखता है, न्यूनतम संकुचन के साथ उच्च तापमान पर रहता है। सतह का संकुचन आंतरिक भाग द्वारा बाधित होता है, जिससे सतह पर तन्य तनाव उत्पन्न होता है और सतह द्वारा आंतरिक भाग पर संपीड़न तनाव उत्पन्न होता है।

4.यांत्रिक प्रसंस्करण द्वारा उत्पन्न यांत्रिक तनाव

क्वार्ट्ज उत्पादों के प्रसंस्करण के दौरान, काटने, पीसने, पॉलिश करने और लेजर कटिंग और ड्रिलिंग जैसी यांत्रिक प्रसंस्करण प्रक्रियाओं की आवश्यकता होती है। काटने के उपकरण और क्वार्ट्ज सतह के बीच की परस्पर क्रिया इस प्रक्रिया में सामग्री की सतह पर प्लास्टिक और लोचदार विरूपण का कारण बनेगी, जिससे सामग्री की सतह और अंदर पर अवशिष्ट तनाव रहेगा। इसके अलावा, प्रसंस्करण के दौरान कंपन और असमान काटने की शक्ति जैसे कारक भी तनाव की उत्पत्ति को तेज कर सकते हैं।

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