简而言之，大约为 7,000 psi。 标准的熔融石英管，例如由 GE 124 制成的石英管，其抗拉强度约为 4.8 x 10^7 帕斯卡，换算为 7,000 磅/平方英寸（psi）。然而，这个数字只说明了部分情况，因为石英在任何应用中的真实强度都严重取决于其使用方式。
虽然石英具有特定的抗拉强度，但其最重要的机械性能是其巨大的抗压强度。了解两者的区别对于有效使用石英并避免灾难性失效至关重要。
强度的两面：拉伸与压缩
当我们讨论材料的“强度”时，明确所施加力的类型至关重要。对于石英这种脆性陶瓷材料，差异是巨大的。
抗拉强度：将其拉开
抗拉强度衡量材料抵抗被拉开的能力。这就是 7,000 psi (4.8 x 10^7 Pa) 的值。
想象一下拉动石英棒的两端。其抗拉强度是它在断裂前能承受的最大拉力。
对于石英这种脆性材料，这个值相对较低。微观表面缺陷、裂纹或划痕可以充当应力集中器，为材料在受拉时裂纹的扩展提供起点。
抗压强度：将其挤压在一起
抗压强度衡量材料抵抗被挤压或压碎的能力。对于石英，这个值是 160,000 psi (1.9 x 10^9 Pa)。
这个数字比其抗拉强度高出 20 多倍。当石英受压时，其表面上任何现有的微裂纹都会被压合，从而阻止它们扩散，使得材料在这些条件下异常坚固。
了解权衡
关键的启示是，石英不像钢那样是一种普遍意义上的“坚固”材料。它的性能高度依赖于应用和它将承受的应力类型。
为什么抗拉强度是关键的弱点
低抗拉强度是石英组件最常见的失效点。任何导致材料弯曲、挠曲或拉伸的力都容易超过其极限。
这就是为什么石英管掉落会碎裂。冲击会产生弯曲力，使管子的一侧承受拉伸，这会立即导致断裂。
利用抗压强度
相比之下，将石英置于纯压缩状态的应用可以利用其令人难以置信的弹性。这就是为什么石英被用于高压视窗和专用工业组件。
设计一个系统以确保石英组件保持在压缩状态下是确保其结构完整性最有效的方法。
为您的应用做出正确选择
要正确地设计石英，您必须分析您的组件将承受的力。
- 如果您的应用涉及任何弯曲、挠曲或拉伸力： 您必须围绕 7,000 psi 的较低抗拉强度进行设计，并纳入显著的安全系数。
- 如果您的应用主要涉及挤压或压力： 您可以利用 160,000 psi 的高得多的抗压强度，但必须确保不会无意中引入拉伸或剪切应力。
- 如果您担心热冲击： 快速的温度变化会产生内部拉伸应力，导致断裂，这是一种与外部机械载荷无关的常见失效模式。
最终，了解石英将如何受力远比了解单个强度值更重要。
总结表：
| 属性 | 值 (psi) | 值 (Pa) | 关键启示 |
|---|---|---|---|
| 抗拉强度 | 7,000 psi | 4.8 × 10^7 Pa | 对拉伸/弯曲力的抵抗力低；对表面缺陷敏感。 |
| 抗压强度 | 160,000 psi | 1.9 × 10^9 Pa | 对挤压/压碎力具有卓越的抵抗力；比抗拉强度强 20 倍。 |
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