وتؤثر البيئات العالية الحرارة تأثيرا كبيرا على الممتلكات الميكانيكية للمواد، ففهم هذه الآثار ضروري لتصميم عناصر تعمل بصورة موثوقة في ظل ظروف حرارة شديدة، مثل الفضاء الجوي، وتوليد الطاقة، والعمليات الصناعية.

أثر التمهيد على القوة المادية

مع ارتفاع درجة الحرارة، فإن معظم المواد تشهد انخفاضاً في القوة والثبات، وهذا يحدث بسبب تزايد اليقظة الذرية التي تضعف السندات داخل بنية المواد، على سبيل المثال، تميل المعادن إلى التنافر وتصبح أكثر خناقاً عند درجات الحرارة المرتفعة.

التوسع الحراري وآثاره الميكانيكية

وتتوسع المواد عندما تسخن، مما يمكن أن يحفز على التوترات الداخلية والتشوهات، ويمكن أن يؤدي التوسع الحراري التفاضلي في المواد أو الهياكل المركبة ذات الخصائص الحرارية المختلفة إلى التآكل أو الكسر أو الفشل إن لم يكن يدار على نحو سليم.

ألف - التطبيقات واختيار المواد

وتشمل المواد المختارة للتطبيقات ذات الطابع العالي النظر في استقرارها الحراري ومقاومتها المزروعة ومعاملات التوسع الحراري، وتشمل المواد المشتركة السيراميك والخطوط الخارقة والمركبات المتخصصة المصممة لمواجهة الحرارة القصوى دون فقدان السلامة الميكانيكية.

  • سوبرالويات لـ "البلود التربينية"
  • السيراميكات للحواجز الحرارية
  • معادن مصفاة لمكونات الفرن
  • مواد مركبة للاستقرار الهيكلي