O vidro é suscetível a choque térmico.
Thermal shock describes the way in which some materials are prone to damage if they are exposed to a sudden change in temperature. Glass and certain other materials are vulnerable to this process, in part because they do not conduct thermal energy very well. This is readily observed when a hot glass is exposed to ice water — the result is a cracked, broken, or even shattered glass.
O dano é uma reação a uma flutuação de temperatura rápida e extrema, mas o processo é um pouco mais complicado do que isso. O choque é resultado de um gradiente térmico, que se refere ao fato de a mudança de temperatura ocorrer de forma desigual. A mudança de temperatura causa expansão da estrutura molecular de um objeto, devido ao enfraquecimento das ligações que mantêm as moléculas em formação. A existência do gradiente térmico significa que essa expansão ocorre de forma desigual, e o vidro em particular é muito vulnerável a esse processo.
No exemplo do vidro quente, isso significa que a rápida mudança de temperatura faz com que algumas partes do vidro se tornem muito mais quentes do que outras. Isso, por sua vez, causa uma expansão desigual, o que coloca pressão sobre a estrutura molecular. Se a tensão se tornar grande o suficiente, a resistência do material é superada e o vidro se quebra.
A cerâmica e o vidro são vulneráveis a esse processo, em parte porque não são bons condutores de energia térmica e também porque não apresentam alta resistência à tração. Mesmo assim, esses materiais costumam ser usados para aplicações em que temperaturas extremas são comuns, pois possuem pontos de fusão muito altos. O problema então é como evitar o choque térmico e, ao mesmo tempo, manter os extremos de temperatura exigidos pelo processo.
Melhorar a resistência ao choque do vidro e da cerâmica pode ser alcançado melhorando a resistência do material ou reduzindo sua tendência à expansão desigual. Um exemplo de sucesso nesta área é o Pyrex®, marca de um tipo de vidro que é mais conhecido pelos consumidores como utensílios de cozinha, mas que também é utilizado para fabricar vidrarias de laboratório. O tipo de vidro tradicionalmente utilizado para fazer o Pyrex® é denominado vidro de borossilicato , devido à adição de boro, que evita o choque ao reduzir a tendência de expansão do vidro.
Quando os materiais devem ser testados quanto à sua capacidade de suportar temperaturas extremas, eles são testados dentro de uma câmara de choque térmico. Dentro da câmara, eles são expostos a ciclos rápidos de temperaturas extremas de calor e frio, para determinar as temperaturas nas quais a resistência à tração do material é superada. Esse tipo de teste é usado em uma ampla gama de indústrias, incluindo desenvolvimento terrestre, aéreo e de naves espaciais, bem como fabricação industrial.