Mi az a hősokk vagy termikus sokk?
Az üveg érzékeny a termikus sokkra. A termikus sokk vagy hősokk, azt írja le, hogy egyes anyagok hajlamosak a károsodásra, ha hirtelen hőmérsékletváltozásnak vannak kitéve.
Az üveg és bizonyos más anyagok érzékenyek erre a folyamatra, részben azért, mert nem vezetik túl jól a hőenergiát. Ez könnyen megfigyelhető, amikor egy forró üveget jeges víznek teszünk ki - az eredmény egy repedt, törött vagy akár szilánkos üveg lesz.
Pontosan hogyan és miért történik mindez? Mi a megoldás ha hőálló üveget szeretnél venni?
A károsodás a gyors és szélsőséges hőmérséklet-ingadozásra adott reakció, de a folyamat ennél valamivel bonyolultabb. A sokk a hőgradiens eredménye, ami arra utal, hogy a hőmérsékletváltozás egyenetlenül történik. A hőmérsékletváltozás a molekulákat összetartó kötések meggyengülése miatt a tárgy molekulaszerkezetének tágulását okozza. A hőgradiens megléte azt jelenti, hogy ez a tágulás egyenetlenül következik be, és különösen az üveg nagyon érzékeny erre a folyamatra.
A forró üveg példájában ez azt jelenti, hogy a gyors hőmérsékletváltozás következtében az üveg egyes részei gyorsan sokkal forróbbak lesznek, mint más részei. Ez viszont egyenetlen tágulást okoz, ami feszültséget jelent a molekulaszerkezetre. Ha a feszültség elég nagy lesz, akkor az anyag szilárdsága meghaladja az erősséget, és az üveg eltörik.
A kerámia és a normál üveg egyaránt érzékeny erre a folyamatra, részben azért, mert nem jó hőenergiavezetők, részben pedig azért, mert nem rendelkeznek nagy szakítószilárdsággal. Ennek ellenére ezeket az anyagokat gyakran használják olyan alkalmazásokban, ahol gyakoriak a szélsőséges hőmérsékleti viszonyok, mivel nagyon magas olvadáspontjuk van. A probléma ekkor az, hogy miként lehet megakadályozni a hősokkot, miközben a folyamat által megkövetelt szélsőséges hőmérsékleti értékeket fenntartják.
Az üveg és a kerámia sokkállóságának javítása az anyag szilárdságának javításával vagy az egyenetlen tágulásra való hajlamának csökkentésével érhető el. Az e téren elért sikerek egyik példája, a hagyományos jénai edény, mely ezen a néven vált ismertté a fogyasztók számára. A jénai edény gyártásához használt üvegtípust boroszilikát üvegnek nevezik, a bór hozzáadása miatt, amely az üveg tágulási hajlamának csökkentése révén megakadályozza a sokkhatást. Ezt a típusú üveget használják laborfelszerelések gyártásához is.
Figyelem! Amennyiben (igazi boroszilikát üvegből készült) hőálló terméket szeretnél vásárolni, mely nyílt lángra, tűzhelyre téve se pattan el, győződj meg előbb róla, hogy biztosan bírja-e a 450°C-t. Ellenkező esetben csak edzett üvegről beszélünk.
