Tehnička keramika ima visoku mehaničku čvrstoću, tvrdoću, otpornost na habanje, otpornost na toplotu i nisku gustinu. U pogledu provodljivosti, odličan je materijal za električnu i toplinsku izolaciju.
Nakon termičkog šoka, što je brzo zagrijavanje koje uzrokuje širenje keramike, keramika može podnijeti nagle promjene temperature bez pucanja, lomljenja ili gubitka mehaničke čvrstoće.
Toplotni šok, također poznat kao "termalni kolaps", je raspadanje bilo koje čvrste tvari uzrokovano iznenadnom promjenom temperature. Promjena temperature može biti negativna ili pozitivna, ali mora biti značajna u oba slučaja.
Mehanička naprezanja nastaju između spoljašnjosti (ljuske) i unutrašnjosti (jezgra) materijala jer se izvana zagrijava ili hladi brže nego iznutra.
Materijal je nepopravljivo oštećen kada temperaturna razlika prijeđe određeni prag. Na ovu kritičnu temperaturnu vrijednost utiču sljedeći faktori:
Promjena jednog ili više njih često može poboljšati performanse, ali kao i kod svih keramičkih aplikacija, termalni šok je samo jedan dio jednačine, a sve promjene se moraju razmišljati u kontekstu svih zahtjeva performansi.
Prilikom dizajniranja bilo kojeg keramičkog proizvoda, ključno je uzeti u obzir sveukupne zahtjeve i često pronaći najbolji izvediv kompromis.
Toplotni šok je često primarni uzrok kvara u primjenama na visokim temperaturama. Sastoji se od tri komponente: toplotne ekspanzije, toplotne provodljivosti i čvrstoće. Brze promjene temperature, i gore i dolje, uzrokuju temperaturne razlike unutar dijela, slično kao naprslina uzrokovana trljanjem kocke leda o vruće staklo. Zbog različitog širenja i kontrakcije, kretanje uzrokuje pucanje i kvar.
Ne postoje jednostavna rješenja za problem termičkog šoka, ali sljedeći prijedlozi mogu biti korisni:
Odaberite razred materijala koji ima neke inherentne karakteristike termičkog udara, ali ispunjava zahtjeve primjene. Silicijum karbidi su izvanredni. Proizvodi na bazi glinice su manje poželjni, ali se mogu poboljšati pravilnim dizajnom. Porozni proizvodi su općenito bolji od nepropusnih jer mogu izdržati veće promjene temperature.
Proizvodi sa tankim zidovima nadmašuju one sa debelim zidovima. Takođe, izbegavajte velike prelaze debljine kroz deo. Presječni dijelovi mogu biti poželjniji jer imaju manju masu i unaprijed napuknut dizajn koji smanjuje naprezanje.
Izbjegavajte korištenje oštrih uglova, jer su to glavna mjesta za stvaranje pukotina. Izbjegavajte zatezanje keramike. Dijelovi mogu biti dizajnirani tako da budu prethodno napregnuti kako bi se ublažio ovaj problem. Ispitajte proces nanošenja da vidite da li je moguće osigurati postupniju promjenu temperature, kao što je predgrijavanje keramike ili usporavanje brzine promjene temperature.
