Устойчивость к тепловому удару имеет сложную взаимосвязь с пористостью или теорией фрагментации, лежащей в основе структуры. Пористость сама по себе, согласно этой теории, способствует повышению стойкости к тепловому удару, и она участвует в формировании так называемой фрагментарной структуры изделия.
Если материал состоит из единой объемно-фрагментарной структуры, с отдельными пустотами, то такой материал обладает теоретически высокой стойкостью к тепловому удару, если существует некоторая возможность относительной миграции при тепловой нагрузке. Действительно фрагментно-структурированные изделия, как правило, обладают высокой стойкостью к тепловому удару.
Большинство термоударных огнеупоров (магниево-хромовый кровельный кирпич, магнезит-шпинелевые огнеупоры и т.д.) создаются с использованием высококачественных принципов фрагментарной теории сопротивления термоудару. Существуют различные технологические приемы получения фрагментарной структуры. Огнеупоры изготавливаются из нескольких компонентов, существенно отличающихся по своим свойствам, таким как усадка при спекании, коэффициент линейного расширения, состав крупных и мелких частиц. Основой для фрагментов служит формование изделий. Использование отдельных нетермостабильных хромовых руд и магниевых песков для получения изделий с высокой стойкостью к термоударам связано с образованием фрагментарных структур в магниево-хромовых изделиях. Огнеупорные материалы, вызывающие образование микротрещиноватой структуры.
Структура фрагмента характеризуется концентрацией микротрещин. Микротрещины препятствуют развитию трещин повреждения, и в большинстве случаев их концентрация увеличивается, а стойкость к термоударам повышается.
Особенно высокой стойкостью к тепловому удару должны обладать лопатки турбин. Такие лопатки изготавливаются, например, из оксида алюминия и оксида циркония. После спекания лопатки быстро остывают из-за появления очень мелких трещин диаметром в миллионы сантиметров. В дальнейшем, благодаря разрушению напряжений при ударных нагрузках, эти микротрещины предотвращают появление крупных трещин в керамике.
Корундо-цирконовые огнеупоры обладают высокой устойчивостью к термическому шоку. На стойкость к тепловому удару влияет не только концентрация микротрещин, но и их длина, форма и т. д. Установлено, что материал с трещинами, образовавшимися в результате развития сферических пор, более устойчив к расширению линейных трещин и более стоек к тепловому удару, чем материал, трещины которого имеют острые концы. Однако следует отметить, что создание фрагментированной структуры в материале не является универсальным способом повышения его стойкости к тепловому удару. Например, кварцевые кирпичи имеют очень хорошую сегментную организацию, но не являются термоударными в широком диапазоне температур.
