Техническата керамика има висока механична якост, твърдост, износоустойчивост, топлоустойчивост и ниска плътност. По отношение на проводимостта, той е отличен електрически и топлоизолационен материал.
След термичен шок, който е бързо нагряване, което кара керамиката да се разширява, керамиката може да понесе внезапни температурни промени, без да се напука, счупи или да загуби своята механична якост.
Термичният шок, известен също като "термичен колапс", е разпадането на всяко твърдо вещество, причинено от внезапна промяна на температурата. Температурната промяна може да бъде отрицателна или положителна, но и в двата случая трябва да е значителна.
Механични напрежения се образуват между външната (обвивката) и вътрешната (ядрото) на материала, тъй като той се нагрява или охлажда по-бързо отвън, отколкото отвътре.
Материалът е непоправимо повреден, когато температурната разлика надвиши определен праг. Следните фактори оказват влияние върху тази критична температурна стойност:
Промяната на едно или повече от тях често може да подобри производителността, но както при всички керамични приложения, термичният шок е само една част от уравнението и всички промени трябва да се разглеждат в контекста на всички изисквания за производителност.
Когато проектирате който и да е керамичен продукт, е изключително важно да вземете предвид цялостното изискване и често да намирате най-добрия работещ компромис.
Термичният удар често е основната причина за повреда при високотемпературни приложения. Състои се от три компонента: термично разширение, топлопроводимост и якост. Бързите температурни промени, както нагоре, така и надолу, причиняват температурни разлики в частта, подобно на пукнатина, причинена от триене на кубче лед в гореща чаша. Поради различното разширяване и свиване, движението причинява напукване и повреда.
Няма прости решения на проблема с топлинния шок, но следните предложения могат да бъдат полезни:
Изберете клас материал, който има някои присъщи характеристики на термичен шок, но отговаря на изискванията на приложението. Силициевите карбиди са изключителни. Продуктите на основата на алуминий са по-малко желани, но могат да бъдат подобрени с подходящ дизайн. Порестите продукти обикновено са по-добри от непроницаемите, защото могат да издържат на по-големи температурни промени.
Продуктите с тънки стени превъзхождат тези с дебели стени. Също така, избягвайте големи преходи на дебелина в цялата част. Секционните части може да са за предпочитане, защото имат по-малка маса и предварително напукан дизайн, който намалява напрежението.
Избягвайте използването на остри ъгли, тъй като това са основните места за образуване на пукнатини. Избягвайте да натоварвате керамиката. Частите могат да бъдат проектирани да бъдат предварително напрегнати, за да помогнат за облекчаване на този проблем. Проучете процеса на нанасяне, за да видите дали е възможно да осигурите по-плавна промяна на температурата, като например чрез предварително загряване на керамиката или забавяне на скоростта на промяна на температурата.
