Technická keramika má vysokú mechanickú pevnosť, tvrdosť, odolnosť proti opotrebovaniu, tepelnú odolnosť a nízku hustotu. Z hľadiska vodivosti je to vynikajúci elektrický a tepelný izolačný materiál.
Po tepelnom šoku, čo je prudké zahriatie, ktoré spôsobí roztiahnutie keramiky, keramika zvládne náhle zmeny teploty bez toho, aby praskla, zlomila sa alebo stratila svoju mechanickú pevnosť.
Tepelný šok, tiež známy ako „tepelný kolaps“, je rozpad akejkoľvek pevnej látky spôsobený náhlou zmenou teploty. Zmena teploty môže byť negatívna alebo pozitívna, ale v oboch prípadoch musí byť významná.
Mechanické napätia vznikajú medzi vonkajškom (plášť) a vnútrom materiálu (jadro), pretože sa ohrieva alebo ochladzuje rýchlejšie zvonka ako zvnútra.
Materiál je neopraviteľne poškodený, keď teplotný rozdiel prekročí určitú hranicu. Na túto kritickú hodnotu teploty majú vplyv tieto faktory:
Výmena jedného alebo viacerých z nich môže často zlepšiť výkon, ale ako pri všetkých keramických aplikáciách, tepelný šok je len jednou časťou rovnice a na akékoľvek zmeny treba myslieť v kontexte všetkých výkonnostných požiadaviek.
Pri navrhovaní akéhokoľvek keramického produktu je dôležité zvážiť celkovú požiadavku a často nájsť najlepší funkčný kompromis.
Tepelný šok je často hlavnou príčinou zlyhania vo vysokoteplotných aplikáciách. Skladá sa z troch komponentov: tepelná rozťažnosť, tepelná vodivosť a pevnosť. Rýchle zmeny teploty, hore aj dole, spôsobujú teplotné rozdiely v rámci dielu, podobne ako prasklina spôsobená trením kocky ľadu o horúce sklo. V dôsledku rôznej expanzie a kontrakcie spôsobuje pohyb praskanie a zlyhanie.
Neexistujú žiadne jednoduché riešenia problému tepelného šoku, ale môžu byť užitočné nasledujúce návrhy:
Vyberte druh materiálu, ktorý má určité charakteristiky tepelného šoku, ale spĺňa požiadavky aplikácie. Vynikajúce sú karbidy kremíka. Výrobky na báze oxidu hlinitého sú menej žiaduce, ale je možné ich vylepšiť správnym dizajnom. Porézne výrobky sú vo všeobecnosti lepšie ako nepriepustné, pretože znesú väčšie zmeny teploty.
Výrobky s tenkými stenami prekonávajú výrobky s hrubými stenami. Vyhnite sa tiež veľkým prechodom hrúbky v celej časti. Časti sekcií môžu byť vhodnejšie, pretože majú menšiu hmotnosť a predpraskanú konštrukciu, ktorá znižuje napätie.
Vyhnite sa používaniu ostrých rohov, pretože sú to najlepšie miesta na vytváranie trhlín. Vyhnite sa napínaniu keramiky. Časti môžu byť navrhnuté tak, aby boli predpäté, aby pomohli zmierniť tento problém. Preskúmajte proces aplikácie a zistite, či je možné zabezpečiť postupnejšiu zmenu teploty, napríklad predhriatím keramiky alebo spomalením rýchlosti zmeny teploty.
