୧. ଶୀତଳୀକରଣ ସମୟରେ ତାପଜ ଚାପ (ପ୍ରାଥମିକ କାରଣ)
ଫ୍ୟୁଜଡ୍ କ୍ୱାର୍ଟଜ୍ ଅସମାନ ତାପମାତ୍ରା ପରିସ୍ଥିତିରେ ଚାପ ସୃଷ୍ଟି କରେ। ଯେକୌଣସି ତାପମାତ୍ରାରେ, ଫ୍ୟୁଜଡ୍ କ୍ୱାର୍ଟଜ୍ର ପରମାଣୁ ଗଠନ ଏକ ଆପେକ୍ଷିକ "ସର୍ବୋତ୍ତମ" ସ୍ଥାନିକ ବିନ୍ୟାସରେ ପହଞ୍ଚିଥାଏ। ତାପମାତ୍ରା ପରିବର୍ତ୍ତନ ହେବା ସହିତ, ପରମାଣୁ ବ୍ୟବଧାନ ସେହି ଅନୁସାରେ ପରିବର୍ତ୍ତନ ହୁଏ - ଏକ ଘଟଣା ଯାହାକୁ ସାଧାରଣତଃ ତାପଜ ପ୍ରସାରଣ କୁହାଯାଏ। ଯେତେବେଳେ ଫ୍ୟୁଜଡ୍ କ୍ୱାର୍ଟଜ୍ ଅସମାନ ଭାବରେ ଗରମ କିମ୍ବା ଥଣ୍ଡା କରାଯାଏ, ଅଣ-ସମାନ ପ୍ରସାରଣ ଘଟେ।
ସାଧାରଣତଃ ଯେତେବେଳେ ଗରମ ଅଞ୍ଚଳଗୁଡ଼ିକ ବିସ୍ତାର କରିବାକୁ ଚେଷ୍ଟା କରନ୍ତି କିନ୍ତୁ ଚାରିପାଖର ଶୀତଳ କ୍ଷେତ୍ରଗୁଡ଼ିକ ଦ୍ୱାରା ବାଧାପ୍ରାପ୍ତ ହୁଏ ସେତେବେଳେ ତାପଜ ଚାପ ସୃଷ୍ଟି ହୁଏ। ଏହା ସଙ୍କୋଚନାତ୍ମକ ଚାପ ସୃଷ୍ଟି କରେ, ଯାହା ସାଧାରଣତଃ କ୍ଷତି କରେ ନାହିଁ। ଯଦି କାଚକୁ ନରମ କରିବା ପାଇଁ ତାପମାତ୍ରା ଯଥେଷ୍ଟ ଅଧିକ ଥାଏ, ତେବେ ଚାପରୁ ମୁକ୍ତି ମିଳିପାରିବ। ତଥାପି, ଯଦି ଶୀତଳତା ହାର ଅତ୍ୟଧିକ ଦ୍ରୁତ ହୁଏ, ତେବେ ସାନ୍ଦ୍ରତା ଦ୍ରୁତ ଗତିରେ ବୃଦ୍ଧି ପାଏ, ଏବଂ ଆଭ୍ୟନ୍ତରୀଣ ପରମାଣୁ ଗଠନ ହ୍ରାସ ପାଉଥିବା ତାପମାତ୍ରା ସହିତ ସମୟ ସହିତ ଆଡଜଷ୍ଟ ହୋଇପାରେ ନାହିଁ। ଏହା ଫଳରେ ଟେନସାଇଲ୍ ଚାପ ସୃଷ୍ଟି ହୁଏ, ଯାହା ଭାଙ୍ଗିବା କିମ୍ବା ବିଫଳତାର କାରଣ ହେବାର ସମ୍ଭାବନା ବହୁତ ଅଧିକ।
ତାପମାତ୍ରା ହ୍ରାସ ସହିତ ଏପରି ଚାପ ତୀବ୍ର ହୁଏ, ଶୀତଳ ପ୍ରକ୍ରିୟା ଶେଷରେ ଉଚ୍ଚ ସ୍ତରକୁ ପହଞ୍ଚିଯାଏ। ଯେଉଁ ତାପମାତ୍ରାରେ କ୍ୱାର୍ଟଜ୍ ଗ୍ଲାସ୍ 10^4.6 ପୋଇଜ୍ ଉପରେ ସାନ୍ଦ୍ରତାରେ ପହଞ୍ଚିଥାଏ ତାହାକୁ କୁହାଯାଏଚାପ ବିନ୍ଦୁ। ଏହି ସମୟରେ, ସାମଗ୍ରୀର ସାନ୍ଦ୍ରତା ଏତେ ଅଧିକ ଥାଏ ଯେ ଆଭ୍ୟନ୍ତରୀଣ ଚାପ ପ୍ରଭାବଶାଳୀ ଭାବରେ ବନ୍ଦ ହୋଇଯାଏ ଏବଂ ଆଉ ନଷ୍ଟ ହୋଇପାରେ ନାହିଁ।
୨. ପର୍ଯ୍ୟାୟ ପରିବର୍ତ୍ତନ ଏବଂ ଗଠନମୂଳକ ଆରାମରୁ ଚାପ
ମେଟାଷ୍ଟେବଲ୍ ଗଠନାତ୍ମକ ଆରାମ:
ତରଳ ଅବସ୍ଥାରେ, ଫ୍ୟୁଜଡ୍ କ୍ୱାର୍ଟଜ୍ ଏକ ଅତ୍ୟନ୍ତ ବିଶୃଙ୍ଖଳିତ ପରମାଣୁ ବ୍ୟବସ୍ଥା ପ୍ରଦର୍ଶନ କରେ। ଥଣ୍ଡା ହେବା ପରେ, ପରମାଣୁଗୁଡ଼ିକ ଏକ ଅଧିକ ସ୍ଥିର ବିନ୍ୟାସ ଆଡ଼କୁ ଆରାମ କରିବାକୁ ପ୍ରବୃତ୍ତ ହୁଅନ୍ତି। ତଥାପି, କାଚ ଅବସ୍ଥାର ଉଚ୍ଚ ସାନ୍ଦ୍ରତା ପରମାଣୁ ଗତିକୁ ବାଧା ଦିଏ, ଯାହା ଫଳରେ ଏକ ମେଟାଷ୍ଟେବଲ୍ ଆଭ୍ୟନ୍ତରୀଣ ଗଠନ ସୃଷ୍ଟି ହୁଏ ଏବଂ ଆରାମ ଚାପ ସୃଷ୍ଟି ହୁଏ। ସମୟ ସହିତ, ଏହି ଚାପ ଧୀରେ ଧୀରେ ମୁକ୍ତ ହୋଇପାରେ, ଏକ ଘଟଣା ଯାହାକୁ କୁହାଯାଏକାଚ ପୁରୁଣା ହେବା.
ସ୍ଫଟିକୀକରଣ ପ୍ରବୃତ୍ତି:
ଯଦି ଫ୍ୟୁଜଡ୍ କ୍ୱାର୍ଟଜ୍ କୁ ନିର୍ଦ୍ଦିଷ୍ଟ ତାପମାତ୍ରା ପରିସର ମଧ୍ୟରେ (ଯେପରିକି ସ୍ଫଟିକୀକରଣ ତାପମାତ୍ରା ନିକଟରେ) ଦୀର୍ଘ ସମୟ ପାଇଁ ରଖାଯାଇଥାଏ, ତେବେ ମାଇକ୍ରୋକ୍ରିଷ୍ଟାଲାଇଜେସନ୍ ହୋଇପାରେ - ଉଦାହରଣ ସ୍ୱରୂପ, କ୍ରିଷ୍ଟୋବାଲାଇଟ୍ ମାଇକ୍ରୋକ୍ରିଷ୍ଟାଲ୍ ର ଅବପାତ। ସ୍ଫଟିକ ଏବଂ ଆକାରହୀନ ପର୍ଯ୍ୟାୟ ମଧ୍ୟରେ ପରିମାଣିକ ଅସମେଳ ସୃଷ୍ଟି କରେପର୍ଯ୍ୟାୟ ପରିବର୍ତ୍ତନ ଚାପ.
3. ଯାନ୍ତ୍ରିକ ଭାର ଏବଂ ବାହ୍ୟ ବଳ
1. ପ୍ରକ୍ରିୟାକରଣରୁ ଚାପ:
କଟିଂ, ଗ୍ରାଇଣ୍ଡିଂ କିମ୍ବା ପଲିସ୍ କରିବା ସମୟରେ ପ୍ରୟୋଗ କରାଯାଇଥିବା ଯାନ୍ତ୍ରିକ ଶକ୍ତି ପୃଷ୍ଠ ଜାଲି ବିକୃତି ଏବଂ ପ୍ରକ୍ରିୟାକରଣ ଚାପ ସୃଷ୍ଟି କରିପାରେ। ଉଦାହରଣ ସ୍ୱରୂପ, ଏକ ଗ୍ରାଇଣ୍ଡିଂ ଚକ ସହିତ କଟିଂ ସମୟରେ, ଧାରରେ ସ୍ଥାନୀୟ ଉତ୍ତାପ ଏବଂ ଯାନ୍ତ୍ରିକ ଚାପ ଚାପ ସାନ୍ଦ୍ରତାକୁ ପ୍ରେରଣା ଦିଏ। ଡ୍ରିଲିଂ କିମ୍ବା ସ୍ଲଟିଂରେ ଅନୁପଯୁକ୍ତ କୌଶଳ ନଚେସ୍ ରେ ଚାପ ସାନ୍ଦ୍ରତା ସୃଷ୍ଟି କରିପାରେ, ଯାହା ଫାଟ ଆରମ୍ଭ ବିନ୍ଦୁ ଭାବରେ କାର୍ଯ୍ୟ କରେ।
2. ସେବା ସର୍ତ୍ତାବଳୀରୁ ଚାପ:
ଯେତେବେଳେ ଏକ ଗଠନମୂଳକ ସାମଗ୍ରୀ ଭାବରେ ବ୍ୟବହାର କରାଯାଏ, ସେତେବେଳେ ଚାପ କିମ୍ବା ବଙ୍କା ଭଳି ଯାନ୍ତ୍ରିକ ଭାର ଯୋଗୁଁ ଫ୍ୟୁଜ୍ଡ କ୍ୱାର୍ଟଜ୍ ମାକ୍ରୋ-ସ୍କେଲ ଚାପ ଅନୁଭବ କରିପାରେ। ଉଦାହରଣ ସ୍ୱରୂପ, ଭାରୀ ସାମଗ୍ରୀ ଧରିବା ସମୟରେ କ୍ୱାର୍ଟଜ୍ କାଚପାତ୍ରରେ ବଙ୍କା ଚାପ ସୃଷ୍ଟି ହୋଇପାରେ।
୪. ତାପଜ ଆଘାତ ଏବଂ ଦ୍ରୁତ ତାପମାତ୍ରା ହ୍ରାସ
1. ଦ୍ରୁତ ଗରମ/ଥଣ୍ଡା ହେବାରୁ କ୍ଷଣିକ ଚାପ:
ଯଦିଓ ଫ୍ୟୁଜଡ୍ କ୍ୱାର୍ଟଜ୍ର ତାପଜ ପ୍ରସାରଣ ଗୁଣାଙ୍କ ବହୁତ କମ୍ (~0.5×10⁻⁶/°C), ଦ୍ରୁତ ତାପମାତ୍ରା ପରିବର୍ତ୍ତନ (ଯଥା, କୋଠରୀ ତାପମାତ୍ରାରୁ ଉଚ୍ଚ ତାପମାତ୍ରାକୁ ଗରମ କରିବା, କିମ୍ବା ବରଫ ପାଣିରେ ବୁଡ଼ାଇବା) ତଥାପି ସ୍ଥାନୀୟ ତାପମାତ୍ରା ଗ୍ରାଡିଏଣ୍ଟ ସୃଷ୍ଟି କରିପାରେ। ଏହି ଗ୍ରାଡିଏଣ୍ଟଗୁଡ଼ିକ ହଠାତ୍ ତାପଜ ପ୍ରସାରଣ କିମ୍ବା ସଙ୍କୋଚନ ସୃଷ୍ଟି କରେ, ଯାହା କ୍ଷଣିକ ତାପଜ ଚାପ ସୃଷ୍ଟି କରେ। ଏକ ସାଧାରଣ ଉଦାହରଣ ହେଉଛି ତାପଜ ଆଘାତ ଯୋଗୁଁ ପରୀକ୍ଷାଗାର କ୍ୱାର୍ଟଜପାତ୍ର ଭାଙ୍ଗିବା।
୨. ଚକ୍ରୀୟ ତାପଜ ଥକାପଣ:
ଯେତେବେଳେ ଦୀର୍ଘକାଳୀନ, ବାରମ୍ବାର ତାପମାତ୍ରା ପରିବର୍ତ୍ତନର ସମ୍ମୁଖୀନ ହୁଏ - ଯେପରିକି ଫର୍ଣ୍ଣେସ୍ ଲାଇନିଂ କିମ୍ବା ଉଚ୍ଚ-ତାପମାନ ଦେଖିବା ଝରକାରେ - ଫ୍ୟୁଜଡ୍ କ୍ୱାର୍ଟଜ୍ ଚକ୍ରାକାର ପ୍ରସାରଣ ଏବଂ ସଂକୋଚନ ଦେଇଥାଏ। ଏହା ଥକ୍କା ଚାପ ଜମା କରେ, ବାର୍ଦ୍ଧକ୍ୟକୁ ତ୍ୱରାନ୍ୱିତ କରେ ଏବଂ ଫାଟିବାର ଆଶଙ୍କା ସୃଷ୍ଟି କରେ।
୫. ରାସାୟନିକ ଭାବରେ ପ୍ରେରିତ ଚାପ
1. କ୍ଷୟ ଏବଂ ଦ୍ରବୀଭୂତ ଚାପ:
ଯେତେବେଳେ ଫ୍ୟୁଜଡ୍ କ୍ୱାର୍ଟଜ୍ ଶକ୍ତିଶାଳୀ କ୍ଷାରୀୟ ଦ୍ରବଣ (ଯଥା, NaOH) କିମ୍ବା ଉଚ୍ଚ-ତାପମାନର ଏସିଡିକ୍ ଗ୍ୟାସ୍ (ଯଥା, HF) ସହିତ ସଂସ୍ପର୍ଶରେ ଆସେ, ପୃଷ୍ଠ କ୍ଷୟ ଏବଂ ବିଲୋପ ଘଟେ। ଏହା ଗଠନାତ୍ମକ ଏକରୂପତାକୁ ବାଧା ଦିଏ ଏବଂ ରାସାୟନିକ ଚାପ ସୃଷ୍ଟି କରେ। ଉଦାହରଣ ସ୍ୱରୂପ, କ୍ଷାରୀୟ କ୍ଷୟ ପୃଷ୍ଠ ଆୟତନ ପରିବର୍ତ୍ତନ କିମ୍ବା ମାଇକ୍ରୋକ୍ରାକ୍ ଗଠନର କାରଣ ହୋଇପାରେ।
୨. ସିଭିଡି-ପ୍ରେରିତ ଚାପ:
ରାସାୟନିକ ବାଷ୍ପ ଜମା (CVD) ପ୍ରକ୍ରିୟା ଯାହା ଆବରଣ (ଯଥା, SiC) କୁ ଫ୍ୟୁଜଡ୍ କ୍ୱାର୍ଟଜ୍ ଉପରେ ଜମା କରେ, ଦୁଇଟି ସାମଗ୍ରୀ ମଧ୍ୟରେ ତାପଜ ପ୍ରସାରଣ ଗୁଣାଙ୍କ କିମ୍ବା ଇଲାଷ୍ଟିକ୍ ମଡୁଲିରେ ପାର୍ଥକ୍ୟ ହେତୁ ଆନ୍ତଃମୁଖ ଚାପ ସୃଷ୍ଟି କରିପାରେ। ଶୀତଳୀକରଣ ସମୟରେ, ଏହି ଚାପ ଆବରଣ କିମ୍ବା ସବଷ୍ଟ୍ରେଟ୍ର ଡିଲାମିନେସନ୍ କିମ୍ବା ଫାଟିବାର କାରଣ ହୋଇପାରେ।
୬. ଆଭ୍ୟନ୍ତରୀଣ ଦୋଷ ଏବଂ ଅଶୁଦ୍ଧତା
1. ବବଲ୍ ଏବଂ ଅନ୍ତର୍ଭୁକ୍ତି:
ତରଳାଇବା ସମୟରେ ପ୍ରବର୍ତ୍ତିତ ଅବଶିଷ୍ଟ ଗ୍ୟାସ୍ ବୁଦବୁଲ୍ କିମ୍ବା ଅପରିଷ୍କାରକତା (ଯଥା, ଧାତୁ ଆୟନ୍ କିମ୍ବା ଅପରିଷ୍କାର କଣିକା) ଚାପ ଘନୀଭୂତକାରୀ ଭାବରେ କାର୍ଯ୍ୟ କରିପାରେ। ଏହି ଅନ୍ତର୍ଭୁକ୍ତି ଏବଂ କାଚ ମାଟ୍ରିକ୍ସ ମଧ୍ୟରେ ତାପଜ ପ୍ରସାରଣ କିମ୍ବା ସ୍ଥିରତାରେ ପାର୍ଥକ୍ୟ ସ୍ଥାନୀୟ ଆଭ୍ୟନ୍ତରୀଣ ଚାପ ସୃଷ୍ଟି କରେ। ଏହି ଅପୂର୍ଣ୍ଣତାର ଧାରରେ ପ୍ରାୟତଃ ଫାଟ ଆରମ୍ଭ ହୁଏ।
୨. ମାଇକ୍ରୋକ୍ରାକ୍ ଏବଂ ଗଠନମୂଳକ ତ୍ରୁଟି:
କଞ୍ଚାମାଲରେ କିମ୍ବା ତରଳାଇବା ପ୍ରକ୍ରିୟାରୁ ଅପରିଷ୍କାରତା କିମ୍ବା ତ୍ରୁଟି ଆଭ୍ୟନ୍ତରୀଣ ମାଇକ୍ରୋକ୍ରାକ୍ ସୃଷ୍ଟି କରିପାରେ। ଯାନ୍ତ୍ରିକ ଭାର କିମ୍ବା ତାପଜ ସାଇକେଲିଂ ଅଧୀନରେ, ଫାଟ ଅଗ୍ରଭାଗରେ ଚାପ ଘନତା ଫାଟ ପ୍ରସାରକୁ ପ୍ରୋତ୍ସାହିତ କରିପାରେ, ଯାହା ସାମଗ୍ରୀର ଅଖଣ୍ଡତାକୁ ହ୍ରାସ କରିପାରେ।
ପୋଷ୍ଟ ସମୟ: ଜୁଲାଇ-୦୪-୨୦୨୫