Les ceràmiques tècniques tenen una alta resistència mecànica, duresa, resistència al desgast, resistència a la calor i baixa densitat. Pel que fa a la conductivitat, és un excel·lent material aïllant elèctric i tèrmic.
Després d'un xoc tèrmic, que és un escalfament ràpid que fa que la ceràmica s'expandeixi, la ceràmica pot suportar canvis bruscos de temperatura sense trencar-se, trencar-se o perdre la seva resistència mecànica.
El xoc tèrmic, també conegut com "col·lapse tèrmic", és la desintegració de qualsevol substància sòlida causada per un canvi sobtat de temperatura. El canvi de temperatura pot ser negatiu o positiu, però ha de ser significatiu en tots dos casos.
Les tensions mecàniques es formen entre l'exterior (closca) i l'interior (nucli) d'un material, ja que s'escalfa o es refreda més ràpidament a l'exterior que a l'interior.
El material es fa malbé de manera irreparable quan la diferència de temperatura supera un determinat llindar. Els factors següents tenen un impacte en aquest valor crític de temperatura:
Canviar un o més d'aquests sovint pot millorar el rendiment, però com passa amb totes les aplicacions ceràmiques, el xoc tèrmic és només una part de l'equació i qualsevol canvi s'ha de pensar en el context de tots els requisits de rendiment.
Quan es dissenya qualsevol producte ceràmic, és fonamental tenir en compte el requisit general i trobar sovint el millor compromís viable.
El xoc tèrmic és sovint la principal causa de fallada en aplicacions d'alta temperatura. Està format per tres components: dilatació tèrmica, conductivitat tèrmica i resistència. Els canvis ràpids de temperatura, tant cap amunt com cap avall, provoquen diferencials de temperatura dins de la peça, similars a una esquerda provocada per fregar un cub de gel contra un vidre calent. A causa de l'expansió i la contracció variables, el moviment provoca esquerdes i fallades.
No hi ha solucions senzilles al problema del xoc tèrmic, però els suggeriments següents poden ser útils:
Seleccioneu un grau de material que tingui algunes característiques de xoc tèrmic inherents però que compleixi els requisits de l'aplicació. Els carburs de silici són excel·lents. Els productes a base d'alúmina són menys desitjables, però es poden millorar amb un disseny adequat. En general, els productes porosos són millors que els impermeables perquè poden suportar canvis de temperatura més grans.
Els productes amb parets primes superen els de parets gruixudes. A més, eviteu grans transicions de gruix a tota la peça. Les peces en secció poden ser preferibles perquè tenen menys massa i un disseny pre-esquerdat que redueix l'estrès.
Eviteu utilitzar cantonades afilades, ja que són els llocs privilegiats per formar esquerdes. Eviteu posar tensió a la ceràmica. Les peces es poden dissenyar per ser tensades prèviament per ajudar a alleujar aquest problema. Examineu el procés d'aplicació per veure si és possible proporcionar un canvi de temperatura més gradual, com ara preescalfant la ceràmica o alentint la velocitat de canvi de temperatura.
