Comment la contrainte est-elle générée dans les produits à quartz semi-conducteurs？

Quartzest le matériau principal dans les domaines haut de gamme tels que les semi-conducteurs et les instruments optiques. Cependant, l'existence de stress est comme une « bombe à retardement » qui peut endommager les propriétés physiques et chimiques du quartz, affectant l'effet d'utilisation et la durée de vie de ses produits finaux. Par conséquent, une analyse approfondie des causes du stress est d’une importance vitale pour la production de produits en quartz de haute qualité.

Principaux facteurs de génération de contraintes de quartz

1.Différences de structure cristalline

Le quartz présente plusieurs formes cristallines, le quartz α, le quartz β et le quartz γ étant les plus répandus. À mesure que les conditions externes telles que le changement de température, la forme cristalline du quartz subira une transformation réversible accompagnée d’une restructuration de sa structure de réseau. Cette reconstruction structurelle modifie l'espacement et la configuration atomiques, générant ainsi des contraintes internes au sein du quartz.

2. Impuretés et défauts des cristaux

La présence d'atomes d'impuretés comme Al et B dans le quartz entraînera une distorsion du réseau puisque leurs rayons ioniques diffèrent de ceux des ions Si et O hôtes. Ils peuvent perturber l’équilibre initial du réseau et générer des contraintes locales. De plus, les défauts cristallins à l’intérieur du quartz peuvent également entraîner une distorsion locale du réseau et générer par la suite des contraintes internes.

3. Stress thermique causé par les changements de température

Les variations des taux de changement de température dans différentes parties des produits à base de quartz entraînent des différences correspondantes dans le degré de dilatation et de contraction thermique. Un stress thermique est généré dans cette contrainte mutuelle provoquée par de telles différences. Par exemple, lorsqu'elle est rapidement refroidie après un traitement à haute température, la surface du produit refroidit et se contracte rapidement au contact de l'air froid ou du liquide de refroidissement, tandis que l'intérieur retient la chaleur plus longtemps, restant à une température plus élevée avec une contraction minimale. La contraction de la surface est gênée par l'intérieur, générant des contraintes de traction sur la surface et des contraintes de compression exercées par la surface sur l'intérieur.

4. Contrainte mécanique générée par le traitement mécanique

Lors du traitement des produits en quartz, des procédures de traitement mécanique telles que la découpe, le meulage, le polissage, ainsi que la découpe et le perçage au laser sont nécessaires. L'interaction entre l'outil de coupe et la surface du quartz provoquera une déformation plastique et élastique de la surface du matériau au cours de ce processus, laissant ainsi une contrainte résiduelle sur la surface du matériau et à l'intérieur. De plus, des facteurs tels que les vibrations pendant le traitement et une force de coupe inégale peuvent également intensifier la génération de contraintes.

Semicorex fournit des produits de haute qualitécomposants de quartz. Si vous avez des questions ou avez besoin de détails supplémentaires, n'hésitez pas à nous contacter.

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