Teknik seramikler yüksek mekanik dayanıma, sertliğe, aşınma direncine, ısı direncine ve düşük yoğunluğa sahiptir. İletkenlik açısından mükemmel bir elektrik ve ısı yalıtkan malzemedir.
Seramiğin genleşmesine neden olan hızlı ısıtma olan bir termal şoktan sonra seramik, çatlamadan, kırılmadan veya mekanik mukavemetini kaybetmeden ani sıcaklık değişimlerini kaldırabilir.
"Termal çökme" olarak da bilinen termal şok, ani bir sıcaklık değişiminin neden olduğu herhangi bir katı maddenin parçalanmasıdır. Sıcaklık değişimi negatif veya pozitif olabilir, ancak her iki durumda da önemli olmalıdır.
Bir malzemenin dışı (kabuk) ve içi (çekirdek) arasında, dış kısmı içeriden daha hızlı ısınırken veya soğurken mekanik gerilimler oluşur.
Sıcaklık farkı belirli bir eşiği aştığında malzeme onarılamaz bir şekilde zarar görür. Aşağıdaki faktörlerin bu kritik sıcaklık değeri üzerinde etkisi vardır:
Bunlardan bir veya daha fazlasının değiştirilmesi genellikle performansı artırabilir, ancak tüm seramik uygulamalarında olduğu gibi, termal şok denklemin yalnızca bir parçasıdır ve herhangi bir değişiklik, tüm performans gereksinimleri bağlamında düşünülmelidir.
Herhangi bir seramik ürünü tasarlarken, genel gereksinimi göz önünde bulundurmak ve sıklıkla uygulanabilir en iyi uzlaşmayı bulmak çok önemlidir.
Termal şok, sıklıkla yüksek sıcaklık uygulamalarında ana arıza nedenidir. Üç bileşenden oluşur: termal genleşme, termal iletkenlik ve dayanıklılık. Hem yukarı hem de aşağı hızlı sıcaklık değişimleri, buz küpünün sıcak bir cama sürtülmesinden kaynaklanan çatlamaya benzer şekilde, parça içinde sıcaklık farklılıklarına neden olur. Değişen genleşme ve büzülme nedeniyle, hareket çatlama ve arızaya neden olur.
Termal şok sorununa basit bir çözüm yoktur, ancak aşağıdaki öneriler yararlı olabilir:
Bazı doğal termal şok özelliklerine sahip olan ancak uygulamanın gereksinimlerini karşılayan bir malzeme kalitesi seçin. Silisyum karbürler göze çarpmaktadır. Alümina bazlı ürünler daha az arzu edilir, ancak uygun tasarımla geliştirilebilirler. Gözenekli ürünler genellikle geçirimsiz olanlardan daha iyidir çünkü daha büyük sıcaklık değişimlerine dayanabilirler.
İnce cidarlı ürünler, kalın cidarlı ürünlerden daha iyi performans gösterir. Ayrıca, parça boyunca büyük kalınlık geçişlerinden kaçının. Seksiyonel parçalar daha az kütleye sahip oldukları ve stresi azaltan önceden çatlamış bir tasarıma sahip oldukları için tercih edilebilir.
Keskin köşeler kullanmaktan kaçının, çünkü bunlar çatlakların oluşması için en önemli yerlerdir. Seramik üzerine gerilim uygulamaktan kaçının. Parçalar, bu sorunu hafifletmeye yardımcı olmak için ön gerilimli olacak şekilde tasarlanabilir. Seramiği önceden ısıtmak veya sıcaklık değişim hızını yavaşlatmak gibi daha kademeli bir sıcaklık değişimi sağlamanın mümkün olup olmadığını görmek için uygulama sürecini inceleyin.
