As cerámicas técnicas teñen unha alta resistencia mecánica, dureza, resistencia ao desgaste, resistencia á calor e baixa densidade. En termos de condutividade, é un excelente material illante eléctrico e térmico.
Despois dun choque térmico, que é un quecemento rápido que fai que a cerámica se expanda, a cerámica pode soportar cambios bruscos de temperatura sen rachar, romper ou perder a súa resistencia mecánica.
O choque térmico, tamén coñecido como "colapso térmico", é a desintegración de calquera substancia sólida causada por un cambio brusco de temperatura. O cambio de temperatura pode ser negativo ou positivo, pero debe ser significativo en calquera dos casos.
As tensións mecánicas fórmanse entre o exterior (concha) e o interior (núcleo) dun material xa que se quenta ou arrefría máis rápido no exterior que no interior.
O material está irreparablemente danado cando a diferenza de temperatura supera un determinado limiar. Os seguintes factores inflúen neste valor crítico de temperatura:
Cambiar un ou máis destes adoita mellorar o rendemento, pero como ocorre con todas as aplicacións cerámicas, o choque térmico é só unha parte da ecuación, e calquera cambio debe pensarse no contexto de todos os requisitos de rendemento.
Ao deseñar calquera produto cerámico, é fundamental considerar o requisito xeral e atopar con frecuencia o mellor compromiso viable.
O choque térmico é frecuentemente a principal causa de fallo en aplicacións a altas temperaturas. Está formado por tres compoñentes: expansión térmica, condutividade térmica e resistencia. Os cambios rápidos de temperatura, tanto cara arriba como para abaixo, provocan diferenzas de temperatura dentro da peza, semellantes a unha fenda provocada ao fregar un cubo de xeo contra un vidro quente. Debido á variación da expansión e contracción, o movemento provoca rachaduras e fallas.
Non hai solucións sinxelas para o problema do choque térmico, pero as seguintes suxestións poden ser útiles:
Seleccione unha calidade de material que teña algunhas características de choque térmico inherentes pero que cumpra os requisitos da aplicación. Os carburos de silicio son excelentes. Os produtos a base de alúmina son menos desexables, pero pódense mellorar cun deseño axeitado. Os produtos porosos son xeralmente mellores que os impermeables porque poden soportar maiores cambios de temperatura.
Os produtos con paredes finas superan aos de paredes grosas. Ademais, evite grandes transicións de grosor en toda a peza. As pezas seccionadas poden ser preferibles porque teñen menos masa e un deseño pre-rachado que reduce a tensión.
Evite usar esquinas afiadas, xa que son lugares principais para que se formen fendas. Evite poñer tensión na cerámica. As pezas poden deseñarse para ser pretensadas para axudar a aliviar este problema. Examine o proceso de aplicación para ver se é posible proporcionar un cambio de temperatura máis gradual, como prequentando a cerámica ou diminuíndo a velocidade de cambio de temperatura.
