この材料には、熱応力の熱特性とセラミック材料の機械的特性があり、その幾何学的形状と環境媒体のサイズもセラミック材料の熱応力に影響します。したがって、耐熱衝撃性は温度変化に対するセラミック材料の耐性を表し、その熱的および機械的特性を包括的に反映する必要があります。 1950年代から始まったセラミックス材料の耐熱衝撃性の研究により、耐震性に関する多くの評価理論が生み出されましたが、いずれも一方的であり、ある程度の限界がありました。
セラミック材料の熱衝撃による損傷には次のものが含まれます。直接衝撃による亀裂や剥離、熱衝撃による瞬間的な破断。これに基づいて,脆性セラミック材料の特殊な耐熱衝撃性の評価理論について2つの観点を提唱した。 1 つ目は熱弾性理論に基づいています。材料本来の強度では熱衝撃による熱応力に耐えられず、材料の「熱衝撃破壊」が起こると言われています。この理論では、セラミック材料には、熱伝導率、高強度、低い熱膨張係数、ポアソン比とヤング弾性率、粘度、熱放射係数の組み合わせが必要であり、高い熱衝撃破壊能力が必要であると考えられます。さらに、セラミック材料の実際の耐熱衝撃性を向上させるために、材料の熱容量と密度を適切に下げることができます。
コンクリートの破壊力学の概念に基づいた別の理論、つまり、材料の熱弾性ひずみエネルギーが亀裂を発生させて核を形成し伝播する可能性があるだけでなく、コンクリートの破壊に必要な新しいエネルギーも発生します。表面に亀裂が形成されて膨張が始まり、材料に熱衝撃による損傷を引き起こします。この理論によれば、耐熱衝撃性に優れた材料は、弾性率が高く、強度が低い必要があります。このアプローチにより、上記の要件は高熱衝撃破断能力とはまったく逆であることがわかります。さらに、セラミック材料の実際の破壊性能を向上させることができ、材料の実際の破壊靱性を向上させることができ、これは明らかに材料の損傷容量の向上に役立ちます。さらに、一定数のマイクロクラックがあると、熱衝撃による損傷性能を向上させるのに非常に役立ちます。たとえば、気孔率が 10% ～ 20% のセラミックでは、熱膨張クラックの形成により気孔抵抗が発生します。不動態化亀裂や細孔の存在は、応力集中を軽減するのに役立ちます。
ジルコニアセラミック材料として、高温での機械的特性、高融点、化学的安定性、熱的安定性という特徴があります。そのため、高温条件下で使用されることが多く、熱衝撃性能も性能を表す重要な指標となります。多くのジルコニアは、次のような非常に特殊な特性を持っています。 ジルコニアは、単一の材料で正方形および立方体の 3 つの結晶の形で存在し、その特殊な相変化特性を備えており、非常に多くの機能に使用できます。熱衝撃性能を高めるための膨張挙動。
