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domingo, 1 de julio de 2018

Prueba de colapso termico.


El concepto de colapso térmico, o choque térmico, o shock térmico, se refiere a la rotura de algún material al sufrir un cambio drástico de temperatura. Sucede cuando un material sólido se quiebra al someterse a un aumento o descenso de la temperatura. Objetos de vidrio o cerámica son vulnerables a este efecto debido a su bajo nivel de tenacidad, a su baja conductividad térmica y a su bajo coeficiente de expansión térmica.
La variación de temperatura causa que diferentes partes de un objeto se expandan más que otras, haciendo que la tensión del objeto no sea lo suficientemente fuerte y entonces se quiebra. Un ejemplo común es, en los laboratorios, al utilizar baño María.
La cerámica y los vidrios de borosilicato, como el pyrex, están hechos para resistir a un colapso térmico mejor que otros materiales, gracias a su combinación de un coeficiente de expansión bajo y una alta dureza. En el caso de la cerámica, se cuenta con un coeficiente de expansión negativo.
Los vidrios resistentes al choque térmico (Vycor, Pyrex) presentan coeficientes de dilatación a inferiores a 20·10-8 cm/cm·K y pueden incluso colocarse directamente al fuego. Otros tipos de vidrios común, como el vidrio cortado para ventanales presenta valores de a por encima de 80·10-8 cm/cm·K y se fractura rápidamente al someterlo a enfriamientos y calentamientos bruscos en agua a 100°C.
El carbono reforzado es extremadamente resistente a un colapso térmico debido a la tan elevada conductividad térmica del grafito, a su bajo coeficiente de expansión y a la dureza de la fibra de carbono (la cual es uno de los componentes del carbono reforzado).
Para realizar la prueba de resistencia al colapso térmico en laboratorio se utilizan cámaras de dos compartimentos, en las cuales se fijan temperaturas diversas, haciendo pasar las muestras de un recinto a otro y viceversa, de forma instantánea.