كيف يتم توليد الإجهاد في منتجات الكوارتز شبه الموصلة？

كوارتزهي المادة الأساسية في المجالات المتطورة مثل أشباه الموصلات والأدوات البصرية. ومع ذلك، فإن وجود الإجهاد يشبه "القنبلة الموقوتة"، التي يمكن أن تلحق الضرر بالخصائص الفيزيائية والكيميائية للكوارتز، مما يؤثر على تأثير الاستخدام وعمر منتجاته النهائية. ولذلك، فإن التحليل الشامل لأسباب الإجهاد له أهمية حيوية لإنتاج منتجات الكوارتز عالية الجودة.

العوامل الرئيسية لتوليد الإجهاد الكوارتز

1. اختلافات هيكل الكريستال

يُظهر الكوارتز أشكالًا بلورية متعددة، أكثرها انتشارًا هي α-quartz و β-quartz و γ-quartz. مع تغير الظروف الخارجية مثل تغير درجة الحرارة، سيخضع الشكل البلوري للكوارتز إلى تحول عكسي مصحوبًا بإعادة هيكلة هيكله الشبكي. تعمل عملية إعادة البناء الهيكلية هذه على تعديل التباعد الذري والتكوين، وبالتالي توليد ضغط داخلي داخل الكوارتز.

2. الشوائب والعيوب الكريستالية

سيؤدي وجود ذرات شوائب مثل Al وB في الكوارتز إلى تشويه الشبكة نظرًا لأن أنصاف أقطارها الأيونية تختلف عن تلك الموجودة في أيونات Si وO المضيفة. يمكن أن تعطل توازن الشبكة الأصلي وتولد ضغطًا محليًا. بالإضافة إلى ذلك، يمكن أن تؤدي العيوب البلورية داخل الكوارتز أيضًا إلى تشويه الشبكة المحلية وبالتالي توليد إجهاد داخلي.

3. الإجهاد الحراري الناتج عن التغيرات في درجات الحرارة

تؤدي الاختلافات في معدلات تغير درجة الحرارة عبر أجزاء مختلفة من منتجات الكوارتز إلى اختلافات مقابلة في درجة التمدد الحراري والانكماش. يتم إنشاء الإجهاد الحراري في هذا التقييد المتبادل الناجم عن مثل هذه الاختلافات. على سبيل المثال، عند التبريد السريع بعد المعالجة بدرجة حرارة عالية، يبرد سطح المنتج وينكمش بسرعة عند ملامسته للهواء البارد أو سائل التبريد، بينما يحتفظ الجزء الداخلي بالحرارة لفترة أطول، ويبقى عند درجة حرارة أعلى مع الحد الأدنى من الانكماش. يتم إعاقة تقلص السطح من الداخل، مما يولد إجهاد الشد على السطح وضغط الضغط الذي يمارسه السطح على الداخل.

4. الإجهاد الميكانيكي الناتج عن المعالجة الميكانيكية

أثناء معالجة منتجات الكوارتز، يلزم إجراءات المعالجة الميكانيكية مثل القطع والطحن والتلميع والقطع والحفر بالليزر. التفاعل بين أداة القطع وسطح الكوارتز سوف يسبب تشوهًا بلاستيكيًا ومرنًا على سطح المادة في هذه العملية، وبالتالي يترك الضغط المتبقي على سطح المادة وداخلها. بالإضافة إلى ذلك، فإن عوامل مثل الاهتزاز أثناء المعالجة وقوة القطع غير المتساوية يمكن أن تؤدي أيضًا إلى تكثيف توليد الضغط.

يوفر Semicorex جودة عاليةمكونات الكوارتز. إذا كانت لديك أي استفسارات أو كنت بحاجة إلى تفاصيل إضافية، فلا تتردد في الاتصال بنا.

هاتف الاتصال رقم +86-13567891907

البريد الإلكتروني: sales@semicorex.com