1. Hitaálag við kælingu (aðalorsök)
Samrunnið kvars myndar spennu við ójafna hitastigsskilyrði. Við hvaða hitastig sem er nær atómbygging samrunnins kvars tiltölulega „bestu“ rúmfræðilegri stillingu. Þegar hitastig breytist breytist atómbilið í samræmi við það - fyrirbæri sem almennt er kallað varmaþensla. Þegar samrunnið kvars er ójafnt hitað eða kælt á sér stað ójafn þensla.
Hitaspenna myndast venjulega þegar heitari svæði reyna að þenjast út en eru takmörkuð af nærliggjandi kaldari svæðum. Þetta skapar þjöppunarspennu, sem venjulega veldur ekki skemmdum. Ef hitastigið er nægilega hátt til að mýkja glerið er hægt að létta á spennunni. Hins vegar, ef kælingarhraðinn er of mikill, eykst seigjan hratt og innri uppbygging frumeinda getur ekki aðlagað sig að lækkandi hitastigi í tíma. Þetta leiðir til togspennu, sem er mun líklegri til að valda sprungum eða bilunum.
Slíkt álag magnast þegar hitastig lækkar og nær háu stigi í lok kælingarferlisins. Hitastigið þar sem kvarsgler nær seigju yfir 10^4,6 poise er kallaðálagspunkturÁ þessum tímapunkti er seigja efnisins svo mikil að innri spenna festist í raun og getur ekki lengur horfið.
2. Streita vegna fasabreytinga og byggingarslökunar
Slökun á stöðugri byggingarlegri starfsemi:
Í bráðnu ástandi sýnir sambrædd kvars mjög óreglulega atómröðun. Við kælingu hafa atóm tilhneigingu til að slaka á og ná stöðugri lögun. Hins vegar hindrar mikil seigja glerástandsins hreyfingu atóma, sem leiðir til stöðugrar innri uppbyggingar og myndar slökunarspennu. Með tímanum getur þessi spenna losnað hægt og rólega, fyrirbæri sem kallastöldrun gler.
Kristöllunartilhneiging:
Ef sambræddur kvars er geymdur innan ákveðins hitastigsbils (eins og nálægt kristöllunarhita) í langan tíma getur örkristöllun átt sér stað - til dæmis útfelling örkristalla af kristóbalíti. Rúmmálsmisræmið milli kristallaðra og ókristölluðra fasa skaparfasabreytingarálag.
3. Vélræn álag og ytri kraftur
1. Streita vegna vinnslu:
Vélrænir kraftar sem beitt er við skurð, slípun eða fægingu geta valdið afmyndun á yfirborðsgrindinni og vinnsluálagi. Til dæmis, við skurð með slípihjóli, valda staðbundinn hiti og vélrænn þrýstingur á brúninni spennuþéttni. Óviðeigandi aðferðir við borun eða raufar geta leitt til spennuþéttni í skurðum, sem þjóna sem upphafspunktar sprungna.
2. Streita vegna þjónustuskilyrða:
Þegar sambrædd kvars er notuð sem byggingarefni getur það orðið fyrir mikilli spennu vegna vélrænna álags eins og þrýstings eða beygju. Til dæmis getur kvarsgler myndað beygjuspennu þegar það geymir þungt efni.
4. Hitaáfall og hraðar hitasveiflur
1. Tafarlaus spenna vegna hraðrar upphitunar/kælingar:
Þó að brætt kvars hafi mjög lágan varmaþenslustuðul (~0,5×10⁻⁶/°C), geta hraðar hitabreytingar (t.d. upphitun frá stofuhita upp í hátt hitastig eða dýfing í ísvatn) samt sem áður valdið bröttum staðbundnum hitahalla. Þessir hallar leiða til skyndilegrar varmaþenslu eða samdráttar, sem veldur tafarlausri varmaspennu. Algengt dæmi er sprungur í kvarsmunum í rannsóknarstofum vegna varmaáfalls.
2. Hringlaga hitaþreyta:
Þegar sambræddur kvars verður fyrir langvarandi, endurteknum hitasveiflum — eins og í ofnfóðringum eða gluggum sem ná til mikils hitastigs — þá þenst hann út og dregst saman. Þetta leiðir til uppsöfnunar þreytuspennu, sem hraðar öldrun og hættu á sprungum.
5. Efnafræðilega framkallað álag
1. Tæring og upplausnarálag:
Þegar brætt kvars kemst í snertingu við sterkar basískar lausnir (t.d. NaOH) eða háhita súrar lofttegundir (t.d. HF), á sér stað yfirborðstæring og upplausn. Þetta raskar einsleitni byggingar og veldur efnaálagi. Til dæmis getur basísk tæring leitt til breytinga á yfirborðsrúmmáli eða myndun örsprungna.
2. Streita af völdum hjarta- og æðasjúkdóma:
Efnafræðileg gufuútfelling (CVD) ferlar þar sem húðun (t.d. SiC) er sett á brætt kvars getur valdið spennu á millifleti vegna mismunandi varmaþenslustuðla eða teygjustuðla milli efnanna tveggja. Við kælingu getur þessi spenna valdið sprungum eða eyðingu húðunarinnar eða undirlagsins.
6. Innri gallar og óhreinindi
1. Loftbólur og innifalið efni:
Leifar af gasbólum eða óhreinindum (t.d. málmjónum eða óbræddum agnum) sem myndast við bræðslu geta þjónað sem spennuþenjarar. Mismunur á varmaþenslu eða teygjanleika milli þessara innfelldu agna og glergrunnefnisins skapar staðbundið innra spennu. Sprungur myndast oft við brúnir þessara ófullkomleika.
2. Örsprungur og byggingargallar:
Óhreinindi eða gallar í hráefninu eða frá bræðsluferlinu geta leitt til innri örsprungna. Við vélrænan álag eða hitabreytingar getur spennuþéttni við sprunguoddana stuðlað að sprunguútbreiðslu og dregið úr heilleika efnisins.
Birtingartími: 4. júlí 2025