lämpöshokissa

Lämpöshokki on ilmiö, jossa materiaali altistuu äkilliselle lämpötilan muutokselle ja kokee suuria sisäisiä jännitteitä. Nämä jännitteet syntyvät siitä, että kappaleen eri osat lämpölaajenevat tai supistuvat eri tahtiin, mikä aiheuttaa lämpögradientteja sekä pituus- ja paksuusjännitteitä.

Lämpöshokki voi syntyä esimerkiksi, kun kuuma esine upotetaan kylmään veteen tai kun lämmin rakenne altistuu äkisti kylmälle ilmalle. Nopeat lämpötilamuutokset voivat johtaa halkeamiin, lohkeamiseen, muodonmuutoksiin tai delaminaatioon. Herkimpiä ovat lasi ja keramiikka, mutta myös joidenkin metallien ja komposiittien rakenteet voivat vaurioitua.

Kestävyyteen vaikuttavat tekijät ovat materiaalin lämpölaajenemiskertoimet (CTE), lämpöjohtavuus, paksuus ja rakenne. Lämpöshokki on erityisen tärkeä huomio lasin, keramiikan ja rakennusmateriaalien valmistuksessa sekä elektroniikassa, jossa lämpötilavaihtelut voivat olla suuria.

Tutkimuksessa ja teollisuudessa käytetään lämpöshokkikokeita, joissa arvioidaan kriittistä lämpötilamuutosta sekä vaurion syntyä. Ennaltaehkäisyyn kuuluu esilämmitys, hallittu jäähdytys, lämpötilagradienten hallinta sekä materiaalivalinnat, joilla on yhteensopivat tai matalammat lämpölaajenemiskertoimet ja hyvät termiset ominaisuudet.