Teknisk keramik har høj mekanisk styrke, hårdhed, slidstyrke, varmebestandighed og lav densitet. Med hensyn til ledningsevne er det et fremragende elektrisk og termisk isolatormateriale.
Efter et termisk stød, som er hurtig opvarmning, der får keramikken til at udvide sig, kan keramikken klare pludselige temperaturændringer uden at revne, gå i stykker eller miste sin mekaniske styrke.
Termisk chok, også kendt som "termisk kollaps," er opløsningen af ethvert fast stof forårsaget af en pludselig temperaturændring. Temperaturændringen kan være negativ eller positiv, men den skal være signifikant i begge tilfælde.
Mekaniske spændinger dannes mellem et materiales ydre (skal) og indre (kerne), da det opvarmes eller afkøles hurtigere på ydersiden end på indersiden.
Materialet er uopretteligt beskadiget, når temperaturforskellen overstiger en vis tærskel. Følgende faktorer har indflydelse på denne kritiske temperaturværdi:
Ændring af en eller flere af disse kan ofte forbedre ydeevnen, men som med alle keramiske applikationer er termisk stød kun en del af ligningen, og eventuelle ændringer skal tænkes i sammenhæng med alle ydeevnekrav.
Når man designer ethvert keramisk produkt, er det afgørende at overveje det overordnede krav og ofte finde det bedst brugbare kompromis.
Termisk stød er ofte den primære årsag til fejl i højtemperaturapplikationer. Den består af tre komponenter: termisk udvidelse, termisk ledningsevne og styrke. Hurtige temperaturændringer, både op og ned, forårsager temperaturforskelle i delen, svarende til en revne forårsaget af at gnide en isterning mod et varmt glas. På grund af varierende ekspansion og sammentrækning forårsager bevægelse revner og svigt.
Der er ingen enkle løsninger på problemet med termisk chok, men følgende forslag kan være nyttige:
Vælg en materialekvalitet, der har nogle iboende termiske stødegenskaber, men som opfylder kravene til applikationen. Siliciumcarbider er fremragende. Alumina-baserede produkter er mindre ønskværdige, men de kan forbedres med korrekt design. Porøse produkter er generelt bedre end uigennemtrængelige, fordi de kan modstå større temperaturændringer.
Produkter med tynde vægge klarer sig bedre end produkter med tykke vægge. Undgå også store tykkelsesovergange i hele delen. Sektionsdele kan være at foretrække, fordi de har mindre masse og et forrevnet design, der reducerer stress.
Undgå at bruge skarpe hjørner, da disse er de bedste steder, hvor der kan dannes revner. Undgå at spænde keramikken. Dele kan designes til at være forspændte for at hjælpe med at afhjælpe dette problem. Undersøg påføringsprocessen for at se, om det er muligt at give en mere gradvis temperaturændring, såsom ved at forvarme keramikken eller sænke hastigheden af temperaturændringer.
