1. Stressus Thermicus Inter Refrigerationem (Causa Primaria)
Quartz fusus tensionem sub condicionibus temperaturae non uniformibus generat. Quavis temperatura data, structura atomica quartzi fusi configurationem spatialem relative "optimam" attingit. Cum temperatura mutatur, spatium atomicum proinde mutatur — phaenomenon quod vulgo expansio thermalis appellatur. Cum quartz fusus inaequaliter calefacitur vel refrigeretur, expansio non uniformis fit.
Tensio thermalis typice oritur cum regiones calidiores expandere conantur sed a zonis frigidioribus circumstantibus cohibentur. Hoc tensionem compressivam creat, quae plerumque damnum non infert. Si temperatura satis alta est ad vitrum molliendum, tensio levari potest. Attamen, si celeritas refrigerationis nimis celeris est, viscositas celeriter augetur, et structura atomica interna non potest tempore ad temperaturam decrescentem accommodari. Hoc tensionem tensilem efficit, quae multo magis probabile est fracturas vel defectum causare.
Talis tensio intensificatur dum temperatura decrescit, ad altos gradus perveniens in fine processus refrigerationis. Temperatura qua vitrum quartzosum viscositatem supra 10^4.6 poise attingit, appellatur...punctum tensionisHoc loco, viscositas materiae tanta est ut tensio interna efficaciter includatur nec amplius dissipari possit.
2. Stressus ex Transitione Phasis et Relaxatione Structurali
Relaxatio Structuralis Metastabilis:
In statu liquefacto, quarzum fusum ordinationem atomorum valde inordinatam exhibet. Refrigerando, atomi ad configurationem stabiliorem relaxari solent. Tamen, viscositas magna status vitrei motum atomorum impedit, structuram internam metastabiliorem efficiens et tensionem relaxationis generans. Tempore procedente, haec tensio lente dimitti potest, phaenomenon quod...vitri vetustio.
Proclivitas ad Crystallizationem:
Si quartzum fusum intra certos limites temperaturarum (velut prope temperaturam crystallizationis) per longiora tempora tenetur, microcrystallizatio fieri potest—exempli gratia, praecipitatio microcrystallorum cristobaliti. Discrepantia volumetrica inter phases crystallinas et amorphas creat...tensionem transitionis phasis.
3. Onus Mechanicus et Vis Externa
1. Stressus ex Processu:
Vires mechanicae adhibitae in sectione, tritura, vel politura distortionem superficiei reticuli et tensionem processus inducere possunt. Exempli gratia, in sectione cum mola trituratoria, calor localis et pressio mechanica in margine concentrationem tensionis inducunt. Technicae impropriae in perforatione vel scansione concentrationes tensionis in incisuris ducere possunt, quae quasi puncta initiationis fissurarum funguntur.
2. Stress ex Conditionibus Servitii:
Cum ut materia structuralis adhibeatur, quarzum fusum tensionem macroscalarem ob onera mechanica, ut pressionem vel flexionem, subire potest. Exempli gratia, vitrum quartzum tensionem flexionis evolvere potest cum contenta gravia sustinet.
4. Impetus Thermalis et Celeris Fluctuatio Temperaturae
1. Stressus Instantaneus ex Calefactione/Refrigeratione Rapida:
Quamquam quartzum fusum coefficiens expansionis thermalis infimus est (~0.5×10⁻⁶/°C), mutationes temperaturae rapidae (e.g., calefactio a temperatura ambiente ad altas temperaturas, vel immersio in aquam glacialem) tamen gradientes temperaturae locales praeruptos causare possunt. Hi gradientes expansionem vel contractionem thermalem subitam efficiunt, tensionem thermalem instantaneam producentes. Exemplum commune est fractura vasis quartzorum laboratorium propter ictum thermalem.
2. Fatigatio Thermalis Cyclica:
Cum diuturnis et repetitis fluctuationibus temperaturae exponitur — ut in involucris fornacum vel fenestris inspiciendis altae temperaturae — quartzum fusum expansionem et contractionem cyclicas subit. Hoc ad accumulationem tensionis lassitudinis, accelerationem senescentiae et periculum fissurarum ducit.
5. Stressus Chemicis Inductus
1. Tensio Corrosionis et Dissolutionis:
Cum quartzum fusum solutiones alcalinas fortibus (e.g., NaOH) vel gases acidicos altae temperaturae (e.g., HF) in contactum venit, corrosio superficialis et dissolutio fiunt. Hoc uniformitatem structuralem perturbat et tensionem chemicam inducit. Exempli gratia, corrosio alcalina ad mutationes voluminis superficialis vel formationem microfissurarum ducere potest.
2. Stressus a Morbis Cardiovascularibus Inductus:
Processus Depositionis Vaporis Chemici (CVD) qui tunicas (e.g., SiC) in quarzum fusum deponunt, tensionem interfacialem inducere possunt propter differentias in coefficientibus expansionis thermalis vel modulis elasticis inter duas materias. Dum refrigeratur, haec tensio delaminationem vel fissuras tunicae vel substrati causare potest.
6. Vitia Interna et Impuritates
1. Bullae et Inclusiones:
Bullae gasis residuae vel impuritates (e.g., iones metallici vel particulae non liquefactae) per fusionem introductae concentratores tensionis fungi possunt. Dissimilitudines in expansione thermali vel elasticitate inter has inclusiones et matricem vitream tensionem internam localizatam creant. Fissurae saepe in marginibus harum imperfectionum incipiunt.
2. Microfissurae et Vitia Structuralia:
Impuritates vel vitia in materia prima vel ex processu fusionis microfissuras internas efficere possunt. Sub oneribus mechanicis vel cyclis thermalibus, concentratio tensionis in apicibus fissurarum propagationem fissurarum promovere potest, integritatem materiae minuens.
Tempus publicationis: IV Iul. MMXXXV