Keramik teknis memiliki kekuatan mekanik yang tinggi, kekerasan, ketahanan aus, tahan panas, dan kepadatan rendah. Dalam hal konduktivitas, ini adalah bahan isolator listrik dan panas yang sangat baik.
Setelah thermal shock, yaitu pemanasan cepat yang menyebabkan keramik memuai, keramik dapat mengatasi perubahan suhu yang tiba-tiba tanpa retak, pecah, atau kehilangan kekuatan mekanisnya.
Kejutan termal, juga dikenal sebagai "keruntuhan termal", adalah disintegrasi zat padat apa pun yang disebabkan oleh perubahan suhu yang tiba-tiba. Perubahan suhu mungkin negatif atau positif, tetapi harus signifikan dalam kedua kasus tersebut.
Tekanan mekanis terbentuk antara bagian luar (cangkang) dan bagian dalam (inti) material karena bahan tersebut memanas atau mendingin lebih cepat di bagian luar daripada di bagian dalam.
Bahan rusak tidak dapat diperbaiki ketika perbedaan suhu melebihi ambang batas tertentu. Faktor-faktor berikut berdampak pada nilai suhu kritis ini:
Mengubah satu atau lebih dari ini seringkali dapat meningkatkan kinerja, tetapi seperti semua aplikasi keramik, kejutan termal hanyalah satu bagian dari persamaan, dan setiap perubahan harus dipikirkan dalam konteks semua persyaratan kinerja.
Saat mendesain produk keramik apa pun, sangat penting untuk mempertimbangkan persyaratan keseluruhan dan sering kali menemukan kompromi terbaik yang bisa diterapkan.
Kejutan termal seringkali menjadi penyebab utama kegagalan dalam aplikasi suhu tinggi. Itu terdiri dari tiga komponen: ekspansi termal, konduktivitas termal, dan kekuatan. Perubahan suhu yang cepat, baik ke atas maupun ke bawah, menyebabkan perbedaan suhu di dalam bagian tersebut, mirip dengan retakan yang disebabkan oleh gesekan es batu ke gelas panas. Karena berbagai ekspansi dan kontraksi, gerakan menyebabkan keretakan dan kegagalan.
Tidak ada solusi sederhana untuk masalah kejut termal, namun saran berikut mungkin berguna:
Pilih grade material yang memiliki beberapa karakteristik kejut termal bawaan tetapi memenuhi persyaratan aplikasi. Silikon karbida luar biasa. Produk berbasis alumina kurang diminati, tetapi dapat ditingkatkan dengan desain yang tepat. Produk berpori umumnya lebih baik daripada yang kedap air karena dapat menahan perubahan suhu yang lebih besar.
Produk dengan dinding tipis mengungguli produk dengan dinding tebal. Juga, hindari transisi ketebalan besar di seluruh bagian. Bagian penampang mungkin lebih disukai karena memiliki massa yang lebih sedikit dan desain pra-retak yang mengurangi tegangan.
Hindari menggunakan sudut tajam, karena ini adalah lokasi utama retakan terbentuk. Hindari memberi tekanan pada keramik. Bagian dapat dirancang untuk menjadi pra-tekanan untuk membantu mengatasi masalah ini. Periksa proses aplikasi untuk melihat apakah mungkin memberikan perubahan suhu yang lebih bertahap, seperti dengan memanaskan keramik terlebih dahulu atau memperlambat laju perubahan suhu.
