Pruebas de choque térmico

Las pruebas de choque térmico exponen un producto o paquete a temperaturas severas para observar si es resistente a cambios bruscos de temperatura. El producto pasa por varias fases en las que se introduce a temperaturas particularmente altas y luego a bajas. Los productos o paquetes que se envían de un entorno cálido a uno gélido durante el transporte o carga deben someterse a pruebas de choque térmico para imitar circunstancias reales.

Significado

El choque térmico ocurre como resultado de modificaciones rápidas y severas de temperatura. El choque real es el resultado de un gradiente térmico, debido a que el cambio de temperatura ocurre de manera irregular. La alteración de temperatura causa que la composición molecular de un artículo se expanda, porque los enlaces que mantienen las moléculas en forma se debilitan.

Usos

Los materiales se prueban dentro de una cámara de choque térmico cuando se examinan por su capacidad de resistir extremos de temperatura. Dentro de la cámara, los productos se exponen a ciclos rápidos de temperaturas abrasadoras y gélidas para averiguar las temperaturas a las que la resistencia del material se ve afectada. Las pruebas de choque térmico se usan en diversas industrias, incluyendo producción aérea, terrestre y espacial.

Efectos

El cambio rápido de temperatura causa que algunas áreas del vidrio se vuelvan mucho más calientes que otras. Esto resulta en expansión desigual, que ejerce presión sobre la formación molecular del vidrio. Si la presión es suficiente, la resistencia del material se ve superada y el vidrio se rompe.

Consideraciones

Cerámicas y vidrio son susceptibles a este proceso, principalmente porque no tienen elevada resistencia y no son buenos conductores de calor. Estos materiales se usan regularmente en aplicaciones con extremos de temperatura, ya que tienen puntos de fusión elevados. La dificultad es cómo evitar el choque térmico mientras se gestionan los extremos de temperatura necesarios.

Prevención/Solución

Mejorar la resistencia al choque en vidrio y cerámica se puede lograr reduciendo su tendencia a expandirse desigualmente y mejorando la resistencia del material. El vidrio borosilicato es un caso de éxito. El borosilicato es un tipo de vidrio reconocido como utensilios de cocina, pero también se usa para cristalería de laboratorio. Tiene boro fundido, que detiene el choque térmico reduciendo la expansión del vidrio.