Каков Тепловой удар?
Тепловой удар описывает путь, которым некоторые материалы являются склонными к повреждению, если они подвергнуты действию внезапного изменения в температуре. Стекло и определенные другие материалы уязвимы для этого процесса, частично потому что они не проводят тепловую энергию очень хорошо. Это с готовностью наблюдается, когда горячее стекло подвергнуто действию льда water—the, результат - треснувшее, сломанное, или даже разрушенное стекло.
Тепловой удар реакция на быстрое и чрезвычайное температурное колебание, но процесс несколько более усложнен чем это. Удар - результат перепада температур, который обращается к факту, что изменение температуры происходит неравным способом. Изменение температуры вызывает расширение молекулярной структуры объекта, из-за ослабления связей, которые держат молекулы в формировании. Существование перепада температур означает, что это расширение происходит неравно, и стекло в особенности очень уязвимо для этого процесса.
В примере горячего стекла это означает, что быстрое изменение температуры заставляет некоторые части стекла быстро становиться намного более горячими чем другие части. Это, в свою очередь, вызывает неравное расширение, которое помещает напряжение в молекулярную структуру стекла. Если напряжение становится достаточно большим, сила материала преодолена и стеклянные разрывы.
Керамика и стекло оба уязвимы для этого процесса, частично потому что они не хорошие проводники тепловой энергии, и также потому что у них нет высокопрочной силы. Даже в этом случае, эти материалы часто используются для приложений, в которых крайности температуры распространены, потому что у них есть очень высокая температура плавления. Проблема тогда становится, как предотвратить тепловой удар, все еще обслуживая температурные крайности, требуемые процессом.
Улучшение устойчивости теплового удара стекла и керамики может быть достигнуто, улучшая силу материала, или восстанавливая его тенденцию до неравного расширения. Один пример успеха в этой области Pyrex® фирменный знак типа стекла, которое является самым известным потребителям как кухонная посуда, но которое также используется, чтобы произвести лабораторную стеклянную посуду. Тип стекла имел обыкновение делать Pyrex® назван боросиликатным стеклом, из-за добавления бора, который предотвращает удар, восстанавливая тенденцию стекла набухнуть.
Когда материалы должны быть проверены на их способность выдержать температурные крайности, они проверены в камере теплового удара. В пределах камеры они подвергнуты действию быстрой езды на велосипеде чрезвычайных горячих и холодных температур, чтобы определить температуры, при которых преодолена прочность при растяжении материала. Этот тип тестирования используется в очень широком диапазоне отраслей промышленности, включая отжимной край, воздух, и относящееся к космическому кораблю развитие, так же как индустриальное производство.