هل زجاج الكوارتز هش؟

من وجهة نظر علم المواد، زجاج الكوارتز (المعروف أيضًا باسم السيليكا المنصهرة) هو زجاج سيليكا عالي النقاء. بالمقارنة مع النظارات الشائعة الأخرى، زجاج الكوارتز لديه قوة أعلى واستقرار حراري أفضل.

قوة ميكانيكية عالية

زجاج الكوارتز يتفوق في كل من قوة الضغط والشد. على الرغم من أنه لا يزال هشًا، إلا أن معامل التمزق أعلى بشكل عام من زجاج الصودا والجير التقليدي.

مقاومة ممتازة للصدمات الحرارية

ربما يكون هذا واحدًا من زجاج الكوارتز أهم المزايا. نظرًا لمعامل التمدد الحراري المنخفض للغاية، فإنه يمكنه تحمل التغيرات الجذرية في درجات الحرارة (مثل التبريد السريع من درجات الحرارة المرتفعة) دون أن ينكسر بسهولة. وهذا يجعله زجاجًا مثاليًا ذو درجة حرارة عالية لتطبيقات مثل الأفران ذات درجة الحرارة العالية والإضاءة وتصنيع أشباه الموصلات.

الطبيعة النسبية لـ"الهشاشة"

بينما زجاج الكوارتز أقوى من الزجاج العادي، فهو لا يزال زجاجًا ويمكن أن يظل هشًا في ظل ظروف معينة:

• التأثير الحاد: مثل كل الزجاج زجاج الكوارتز حساس جدًا للتأثيرات الحادة أو الخدوش الموضعية. حتى أدنى تلف في السطح يمكن أن يصبح، تحت الضغط، نقطة انطلاق لانتشار الشقوق، مما يؤدي إلى الكسر.
  
  
• تركيز الإجهاد: يمكن أن تتضرر منتجات الكوارتز بسبب الضغط غير المتساوي أو نقاط تركيز الإجهاد أثناء المعالجة أو التثبيت.
  
  
• الاستخدام غير السليم: بالرغم من زجاج الكوارتز مقاوم للحرارة، والتعرض لدرجات حرارة شديدة أعلى من نقطة التليين أو الاتصال بمواد كيميائية معينة (مثل حمض الهيدروفلوريك) يمكن أن يؤدي إلى تدهور خصائصه وزيادة خطر الكسر.
  
  

تطبيقات زجاج الكوارتز

نظرا لخصائصه الفريدة، وخاصة مقاومته لدرجات الحرارة العالية والنقاء العالي، زجاج الكوارتز يستخدم على نطاق واسع في المجالات التالية:

• صناعة أشباه الموصلات: يستخدم في صناعة أنابيب الفرن والقوارب والمكونات الأخرى، الأمر الذي يتطلب درجة نقاء عالية للغاية من المواد.
  
  
• المكونات البصرية: كزجاج بصري ذو نفاذية ممتازة للأشعة فوق البنفسجية، يتم استخدامه في تصنيع المنشورات والعدسات والنوافذ.
  
  
• معدات المختبرات: تستخدم العناصر مثل بوتقات الكوارتز والأكواب مقاومتها لدرجات الحرارة العالية والكيميائية.
  
  

الفهم الصحيح واستخدام خصائص زجاج الكوارتز يمكنها تعظيم مزاياها وتجنب خطر الكسر الناتج عن التشغيل غير السليم بشكل فعال. إن اختيار منتجات زجاج الكوارتز عالية الجودة والأخذ في الاعتبار خصائصه الهشة في التصميم يمكن أن يضمن تشغيله المستقر والموثوق على المدى الطويل.