چگونه برون منجر به بهبود مقاوت در برابر شوک حرارتی می شود؟
شوک حرارتی روشی را توصیف می کند که برخی از مواد مساعد به تخریب خواهند بود اگر که در معرض تغییرات ناگهانی دمایی واقع شوند.شیشه ها و برخی از مواد به این اتفاق حساس هستند بدلیل اینکه آنها نمی توانند انرژی حرارتی را بخوبی هدایت (انتقال) دهند.این خیلی ساده است زمانیکه یک شیشه داغ را در معرض آب یخ قرار دهیم نتیجه این کار ترک،شکست و یا حتی خرد شدن شیشه است.
این یک واکنش سریع و شدید به نوسانات حرارتی است اما این فرآیند از این هم پیچیده تر است.این شوک ناشی از گرادیان حرارتی است،و به این موضوع اشاره میکند که تغییرات دمایی در یک حالت نا مشخص(متغیر) رخ میدهد.تغییرات دمایی منجر به انبساط مولکولی ساختار یک قطعه می شود چراکه این تغییرات پیوندهای بین مولکول ها را ضعیف میکند.وجود گرادیان حرارتی یعنی اینکه این انبساط بصورت متغیر رخ میدهد وتنشی به ساختار مولکولی وارد می کند،اگر این تنش به اندازه کافی بزرگ باشد واز استحکام ماده بیشتر شود نمونه خواهد شکست . در واقع شیشه ها وسرامیک ها بسیار حساس به این فرآیند هستند چراکه این دو گروه انتقال حرارت خوب ندارندو استحکام کششی به اندازه کافی بالا ندارند.البته از این مواد در کاربرد های به شدت دما بالا استفاده می شود چراکه نقطه ذوب بالایی دارند.و حالا این مشکل مطرح می شود که چگونه از شوک حرارتی جلوگیری کرد در حالیکه همچنان بدلیل ملزمات فرآیند دما باید بالا باشد.؟
بهبود مقاومت به شوک شیشه ها و سرامیک ها را می توان از طریق بهبود استحکام مواد و یا کاهش تمایل به انبساط غیر یکنواخت(متغیر) بهبود بخشید.یک نمونه از موفقیت ها در این زمینه پیرکس است،نام تجاری یک شیشه که بخوبی برای مشتریان سناخته شده است به عنوان وسایل آشپزی بکار میرود.اما این پیرکس از یک نوع شیشه ساخته میشود که به نام شیشه بوروسیلیکاتی شناخته شده است بدلیل اینکه به آن بور اضافه کرده اند که این عنصر از طریق کاهش تمایل شیشه به انبساط می تواند مانع شوک حرارتی شود.
برای تست مواد درتعیین قابلیت تحمل دماهای بالا آنهارا در محفظه های شوک حرارتی قرار میدهندودر این محفظه ماده را تحت سیکل های حرارتی و خنک شدن سریع قرار می دهند تا دمایی را که نمونه استحکام خود را از دست میدهد تعیین کنند.این توع تست در بین بسیاری از صنایع رایج شده است.
