Le choc thermique décrit la manière dont certains matériaux sont sujettes à des dommages si elles sont exposées à un changement brusque de température. Le verre et certains autres matériaux sont vulnérables à ce processus, en partie parce qu'ils ne réalisent pas l'énergie thermique très bien. Ceci est facilement observé quand un verre chaud est exposé à de l'eau glacée - le résultat est un verre cassé, ou même brisé fissuré.
Le dommage est une réaction à une fluctuation rapide et les températures extrêmes, mais le processus est un peu plus compliqué que cela. Le choc est le résultat d'un gradient thermique, qui fait référence au fait que le changement de température se produit de façon irrégulière. Le changement de température provoque une dilatation de la structure moléculaire d'un objet, en raison de l'affaiblissement des liaisons qui maintiennent les molécules dans la formation. L'existence du gradient thermique signifie que cette expansion se produit de manière inégale, et le verre en particulier, est très vulnérable à ce processus.
Dans l'exemple du verre chaud, cela signifie que le changement rapide de la température provoque certaines parties du verre à devenir rapidement beaucoup plus chaud que les autres régions. Ceci, à son tour, provoque l'expansion inégale, qui met l'accent sur la structure moléculaire. Si la contrainte devient suffisamment grand, la résistance du matériau est surmontée et la vitre se brise.
La céramique et verre sont à la fois vulnérables à ce processus, en partie parce qu'ils ne sont pas de bons conducteurs de l'énergie thermique, et aussi parce qu'ils n'ont pas une grande résistance. Malgré cela, ces matériaux sont souvent utilisés pour des applications dans lesquelles les températures extrêmes sont communs, car ils ont des points de fusion très élevés. Le problème devient alors de savoir comment éviter un choc thermique, tout en conservant les températures extrêmes requises par le processus.
L'amélioration de la résistance aux chocs du verre et de la céramique peut être obtenue par l'amélioration de la résistance du matériau ou de réduire sa tendance à la dilatation inégale.Un exemple de réussite dans ce domaine est Pyrex ®, la marque d'un type de verre qui est plus connu pour les consommateurs, car les ustensiles, mais qui est également utilisé pour la fabrication de la verrerie de laboratoire. Le type de verre habituellement utilisé pour faire Pyrex est appelé verre de borosilicate , en raison de l'addition de bore, ce qui empêche un choc, en réduisant la tendance de la vitre de se développer.
Lorsque des matériaux doivent être testés pour leur capacité à résister à des températures extrêmes, ils sont testés dans une chambre de choc thermique. Dans la chambre, ils sont exposés à des cycles rapides de températures extrêmement chaudes et froides, afin de déterminer la température à laquelle la résistance à la traction du matériau est surmontée.Ce type de test est utilisé dans un très large éventail d'industries, y compris la terre, l'air et le développement d'engins spatiaux, ainsi que la fabrication industrielle.
