熱震（thermal shock）

把沸水倒進一只冰冷的厚玻璃杯，它會啪的一聲裂開。那就是熱震：一次突然的溫度變化震碎了脆性固體。它是陶瓷的招牌危害——一種能安穩待在 1500 度C 爐中的材料，卻可能因為從熱到冷、或從冷到熱移動得太快而毀掉。沒有撞擊、沒有負載、沒有化學反應；只是溫度變得太快，材料應付不來。

其機制是溫度梯度轉化成應力。當你驟冷一個熾熱的陶瓷時，表面先冷卻、想先收縮，但仍然熾熱的內部把它撐住拉伸，於是表面被推入拉伸。陶瓷抗壓強但抗拉弱，又無法像金屬那樣屈服或流動來紓解負載，所以當表面拉應力達到材料強度時，裂縫便開始並奔跑。熱震有多嚴重，取決於溫度躍變 delta-T 的大小、熱交換有多快，以及材料本身的性質——這些由熱震參數 R 與 R' 概括。快速冷卻（驟冷）通常比快速加熱更糟，因為加熱會把表面推入較安全的壓縮。

熱震裡其實有兩個故事。在強而無瑕的陶瓷中，臨界 delta-T 之前沒有裂縫，然後它便突然、災難性地失效——這是裂縫萌生，你用高強度與低膨脹去對抗它。在較弱、已微裂或多孔的材料如耐火磚中，裂縫從一開始就存在，但一次熱震只把它們稍微推進一點；材料以犧牲部分強度的方式容忍反覆的熱震——這是裂縫擴展，或稱損傷容忍。這就是為什麼緻密、強的氧化鋁反而可能比樸實的耐火磚更容易熱震：強度與耐熱震並非同一種美德。熱震主宰了一切，從 Pyrex 為何能進烤箱、到窯具為何開裂、再到再入大氣層的隔熱盾為何必須以極度謹慎的態度設計。