Технічна кераміка має високу механічну міцність, твердість, зносостійкість, термостійкість, низьку щільність. З точки зору провідності, це чудовий електро- та теплоізоляційний матеріал.
Після термічного удару, який є швидким нагріванням, що спричиняє розширення кераміки, кераміка може витримувати різкі зміни температури без розтріскування, ламання або втрати механічної міцності.
Термічний удар, також відомий як «термічний колапс», — це розпад будь-якої твердої речовини, викликаний раптовою зміною температури. Зміна температури може бути негативною або позитивною, але в обох випадках вона повинна бути значною.
Механічні напруги виникають між зовнішньою (оболонкою) і внутрішньою (серцевиною) матеріалу, оскільки він нагрівається або охолоджується швидше зовні, ніж зсередини.
Матеріал непоправно псується, коли різниця температур перевищує певний поріг. На це критичне значення температури впливають такі фактори:
Зміна одного чи кількох із них часто може покращити продуктивність, але, як і у випадку з усіма видами кераміки, термічний удар є лише частиною рівняння, і будь-які зміни слід розглядати в контексті всіх вимог до продуктивності.
При проектуванні будь-якого керамічного виробу важливо враховувати загальні вимоги та часто знаходити найкращий компроміс.
Термічний удар часто є основною причиною несправності в системах із високими температурами. Він складається з трьох компонентів: теплового розширення, теплопровідності та міцності. Швидкі зміни температури, як вгору, так і вниз, спричиняють різницю температур усередині деталі, подібну до тріщини, спричиненої тертям кубика льоду об гаряче скло. Через різне розширення та звуження рух викликає розтріскування та руйнування.
Немає простих рішень проблеми теплового удару, але наступні поради можуть бути корисними:
Виберіть марку матеріалу, яка має певні властивості термічного удару, але відповідає вимогам застосування. Карбіди кремнію є видатними. Продукти на основі глинозему менш бажані, але їх можна покращити за допомогою належного дизайну. Пористі вироби, як правило, кращі за непроникні, оскільки вони можуть витримувати більші зміни температури.
Вироби з тонкими стінками перевершують вироби з товстими стінками. Також уникайте великих переходів товщини по всій частині. Секційні частини можуть бути кращими, оскільки вони мають меншу масу та конструкцію з попередніми тріщинами, що зменшує напругу.
Уникайте використання гострих кутів, оскільки це найкраще місце для утворення тріщин. Уникайте натягу на кераміку. Деталі можуть бути сконструйовані таким чином, щоб їх було попередньо напружено, щоб полегшити цю проблему. Перевірте процес нанесення, щоб побачити, чи можливо забезпечити більш поступову зміну температури, наприклад, шляхом попереднього нагрівання кераміки або уповільнення швидкості зміни температури.
