يتميز السيراميك الفني بقوة ميكانيكية عالية وصلابة ومقاومة للتآكل ومقاومة للحرارة وكثافة منخفضة. من حيث الموصلية ، فهي مادة عازلة كهربائية وحرارية ممتازة.
بعد الصدمة الحرارية ، وهي تسخين سريع يتسبب في تمدد السيراميك ، يمكن للسيراميك التعامل مع التغيرات المفاجئة في درجات الحرارة دون تكسير أو كسر أو فقدان قوته الميكانيكية.

الصدمة الحرارية ، والمعروفة أيضًا باسم "الانهيار الحراري" ، هي تفكك أي مادة صلبة ناتجة عن تغير مفاجئ في درجة الحرارة. قد يكون تغير درجة الحرارة سالبًا أو إيجابيًا ، ولكن يجب أن يكون كبيرًا في كلتا الحالتين.
تتشكل الضغوط الميكانيكية بين الجزء الخارجي (الغلاف) والداخلي (اللب) للمادة حيث تسخن أو تبرد بشكل أسرع في الخارج منها في الداخل.
تتلف المادة بشكل لا يمكن إصلاحه عندما يتجاوز الاختلاف في درجة الحرارة حدًا معينًا. تؤثر العوامل التالية على قيمة درجة الحرارة الحرجة هذه:

• معامل التمدد الحراري الخطي

• توصيل حراري

• نسبة بواسون

• معامل المرونة

غالبًا ما يؤدي تغيير واحد أو أكثر من هذه العوامل إلى تحسين الأداء ، ولكن كما هو الحال مع جميع تطبيقات السيراميك ، فإن الصدمة الحرارية ليست سوى جزء واحد من المعادلة ، ويجب التفكير في أي تغييرات في سياق جميع متطلبات الأداء.

عند تصميم أي منتج سيراميك ، من الأهمية بمكان مراعاة المتطلبات العامة وإيجاد أفضل حل وسط عملي بشكل متكرر.

غالبًا ما تكون الصدمة الحرارية هي السبب الرئيسي للفشل في تطبيقات درجات الحرارة العالية. يتكون من ثلاثة مكونات: التمدد الحراري ، والتوصيل الحراري ، والقوة. تؤدي التغيرات السريعة في درجات الحرارة ، لأعلى ولأسفل ، إلى تباين في درجات الحرارة داخل الجزء ، على غرار الكراك الناتج عن فرك مكعب ثلج على كوب ساخن. بسبب تباين التمدد والانكماش ، تسبب الحركة التشقق والفشل.

لا توجد حلول بسيطة لمشكلة الصدمة الحرارية ، ولكن قد تكون الاقتراحات التالية مفيدة:

• حدد درجة مادة تحتوي على بعض خصائص الصدمة الحرارية المتأصلة ولكنها تلبي متطلبات التطبيق. كربيدات السيليكون رائعة. المنتجات القائمة على الألومينا أقل رغبة ، ولكن يمكن تحسينها بالتصميم المناسب. المنتجات المسامية أفضل بشكل عام من المنتجات غير المنفذة لأنها يمكن أن تتحمل تغيرات أكبر في درجات الحرارة.

• تتفوق المنتجات ذات الجدران الرقيقة على المنتجات ذات الجدران السميكة. أيضًا ، تجنب انتقالات السماكة الكبيرة في جميع أنحاء الجزء. قد تكون الأجزاء المقطعية مفضلة لأنها تحتوي على كتلة أقل وتصميم متصدع مسبقًا يقلل من الإجهاد.

• تجنب استخدام الزوايا الحادة ، فهذه مواقع أساسية لتشكيل الشقوق. تجنب الشد على السيراميك. يمكن تصميم الأجزاء بحيث يتم الضغط عليها مسبقًا للمساعدة في تخفيف هذه المشكلة. افحص عملية التطبيق لمعرفة ما إذا كان من الممكن توفير تغيير تدريجي بدرجة أكبر في درجة الحرارة ، مثل التسخين المسبق للسيراميك أو إبطاء معدل تغير درجة الحرارة.