Tehnička keramika ima visoku mehaničku čvrstoću, tvrdoću, otpornost na habanje, otpornost na toplinu i malu gustoću. Što se tiče vodljivosti, odličan je električni i toplinski izolator.
Nakon toplinskog udara, što je brzo zagrijavanje koje uzrokuje širenje keramike, keramika može podnijeti nagle promjene temperature bez pucanja, lomljenja ili gubitka mehaničke čvrstoće.
Toplinski šok, poznat i kao "toplinski kolaps", je dezintegracija bilo koje čvrste tvari uzrokovana naglom temperaturnom promjenom. Promjena temperature može biti negativna ili pozitivna, ali u oba slučaja mora biti značajna.
Mehanička naprezanja nastaju između vanjske (ljuske) i unutarnje (jezgre) materijala jer se izvana zagrijava ili hladi brže nego iznutra.
Materijal je nepopravljivo oštećen kada temperaturna razlika prijeđe određeni prag. Sljedeći čimbenici utječu na ovu kritičnu vrijednost temperature:
Promjena jednog ili više njih često može poboljšati performanse, ali kao i sa svim primjenama keramike, toplinski šok je samo jedan dio jednadžbe, a sve promjene moraju se razmatrati u kontekstu svih zahtjeva za performansama.
Prilikom dizajniranja bilo kojeg keramičkog proizvoda, ključno je razmotriti sveukupne zahtjeve i često pronaći najbolji izvediv kompromis.
Toplinski udar često je primarni uzrok kvara u primjenama na visokim temperaturama. Sastoji se od tri komponente: toplinske ekspanzije, toplinske vodljivosti i čvrstoće. Brze promjene temperature, i gore i dolje, uzrokuju temperaturne razlike unutar dijela, slične pukotini uzrokovanoj trljanjem kockice leda o vruće staklo. Zbog različitog širenja i skupljanja, kretanje uzrokuje pucanje i kvar.
Ne postoje jednostavna rješenja za problem toplinskog udara, ali sljedeći prijedlozi mogu biti korisni:
Odaberite vrstu materijala koja ima neke inherentne karakteristike toplinskog udara, ali ispunjava zahtjeve primjene. Silicijevi karbidi su izvanredni. Proizvodi na bazi glinice manje su poželjni, ali se mogu poboljšati pravilnim dizajnom. Porozni proizvodi općenito su bolji od nepropusnih jer mogu podnijeti veće promjene temperature.
Proizvodi s tankim stijenkama nadmašuju one s debelim stijenkama. Također, izbjegavajte velike prijelaze debljine kroz cijeli dio. Sekcijski dijelovi mogu biti poželjniji jer imaju manju masu i prethodno napuknut dizajn koji smanjuje naprezanje.
Izbjegavajte oštre kutove jer su to glavna mjesta za stvaranje pukotina. Izbjegavajte napetost na keramici. Dijelovi se mogu dizajnirati tako da budu prednapregnuti kako bi se ublažio ovaj problem. Ispitajte postupak nanošenja kako biste vidjeli je li moguće osigurati postupniju promjenu temperature, primjerice predgrijavanjem keramike ili usporavanjem brzine promjene temperature.
