Το θερμικό σοκ περιγράφει τον τρόπο με τον οποίο ορισμένα υλικά είναι επιρρεπή σε ζημιά εάν εκτεθούν σε ξαφνική αλλαγή θερμοκρασίας. Το γυαλί και ορισμένα άλλα υλικά είναι ευάλωτα σε αυτή τη διαδικασία, εν μέρει επειδή δεν μεταφέρουν τη θερμική ενέργεια πολύ καλά. Αυτό παρατηρείται εύκολα όταν ένα καυτό ποτήρι εκτίθεται σε παγωμένο νερό – το αποτέλεσμα είναι ένα ραγισμένο, σπασμένο ή ακόμα και θρυμματισμένο γυαλί.
Η ζημιά είναι μια αντίδραση σε μια γρήγορη και ακραία διακύμανση της θερμοκρασίας, αλλά η διαδικασία είναι κάπως πιο περίπλοκη από αυτό. Το σοκ είναι το αποτέλεσμα μιας θερμικής κλίσης, η οποία αναφέρεται στο γεγονός ότι η αλλαγή θερμοκρασίας συμβαίνει με ανομοιόμορφο τρόπο. Η αλλαγή της θερμοκρασίας προκαλεί διαστολή της μοριακής δομής ενός αντικειμένου, λόγω της αποδυνάμωσης των δεσμών που συγκρατούν τα μόρια στο σχηματισμό. Η ύπαρξη της θερμικής κλίσης σημαίνει ότι αυτή η διαστολή συμβαίνει άνισα, και ιδιαίτερα το γυαλί είναι πολύ ευάλωτο σε αυτή τη διαδικασία.
Στο παράδειγμα του ζεστού γυαλιού, αυτό σημαίνει ότι η ταχεία αλλαγή θερμοκρασίας προκαλεί γρήγορα ορισμένα μέρη του γυαλιού πολύ πιο ζεστά από άλλα μέρη. Αυτό, με τη σειρά του, προκαλεί ανομοιόμορφη διαστολή, η οποία ασκεί πίεση στη μοριακή δομή. Εάν η πίεση γίνει αρκετά μεγάλη, η αντοχή του υλικού ξεπερνιέται και το γυαλί σπάει.
Τα κεραμικά και το γυαλί είναι και τα δύο ευάλωτα σε αυτή τη διαδικασία, εν μέρει επειδή δεν είναι καλοί αγωγοί της θερμικής ενέργειας και επίσης επειδή δεν έχουν υψηλή αντοχή σε εφελκυσμό. Ακόμα κι έτσι, αυτά τα υλικά χρησιμοποιούνται συχνά για εφαρμογές στις οποίες είναι κοινές οι ακραίες θερμοκρασίες, επειδή έχουν πολύ υψηλά σημεία τήξης. Στη συνέχεια, το πρόβλημα είναι πώς να αποτρέψετε το θερμικό σοκ, διατηρώντας παράλληλα τις ακραίες θερμοκρασίες που απαιτούνται από τη διαδικασία.
Η βελτίωση της αντοχής σε κραδασμούς του γυαλιού και των κεραμικών μπορεί να επιτευχθεί βελτιώνοντας την αντοχή του υλικού ή μειώνοντας την τάση του για ανομοιόμορφη διαστολή. Ένα παράδειγμα επιτυχίας σε αυτόν τον τομέα είναι το Pyrex®, το εμπορικό σήμα ενός τύπου γυαλιού που είναι πιο γνωστό στους καταναλωτές ως μαγειρικά σκεύη, αλλά το οποίο χρησιμοποιείται επίσης για την κατασκευή εργαστηριακών γυάλινων σκευών. Ο τύπος γυαλιού που χρησιμοποιείται παραδοσιακά για την κατασκευή του Pyrex® ονομάζεται βοριοπυριτικό γυαλί, λόγω της προσθήκης βορίου, το οποίο αποτρέπει τους κραδασμούς μειώνοντας την τάση του γυαλιού να διαστέλλεται.
Όταν τα υλικά πρέπει να ελεγχθούν για την ικανότητά τους να αντέχουν σε ακραίες θερμοκρασίες, δοκιμάζονται μέσα σε θάλαμο θερμικού σοκ. Εντός του θαλάμου, εκτίθενται σε ταχεία ανακύκλωση ακραίων θερμών και χαμηλών θερμοκρασιών, για να προσδιοριστούν οι θερμοκρασίες στις οποίες ξεπερνιέται η αντοχή εφελκυσμού του υλικού. Αυτός ο τύπος δοκιμών χρησιμοποιείται σε ένα πολύ ευρύ φάσμα βιομηχανιών, συμπεριλαμβανομένης της ανάπτυξης εδάφους, αέρα και διαστημικών σκαφών, καθώς και στη βιομηχανική κατασκευή.