机械密封端面的热裂由于在很大程度上决定着机械密封的许用[PV]值，因此，机械密封向高参数发展的过程中，首先要搞清楚摩擦副环端面热裂的机理。
       摩擦副环端面热裂机理的研究，一方面是从弹性力学的角度出发，以强度应力为判据。当摩擦副环的温度分布产生的热应力达到材料的强度限后，端面就会产生热裂。其中，根据摩擦副环的工作状态热裂的判据有两点须加以说明。一点是摩擦副环在端面摩擦热的作用下产生一个稳定温度场，以稳定温度场产生的定学热应力作为端面热裂的判据。另一点是摩擦副环在开、停车受到急冷或急热的作用，摩擦副环在非稳定温度场产生的非定常热应力作用下导致应力跃变，从而出现尖峰应力，尖峰应力随着冲击应力波以较大的速度作用摩擦副环，不断循环使材料失去延性而发生脆化，对于脆性材料，严重时一次热负荷就会产生脆性破坏。对于一些有一定延性的材料，非定常热应力虽然超过材料的屈服点，在局部产生塑性应变，但不立即发生破坏而在四周影响下仍能压回或拉回原来状态。但尖峰应力太大时，则会出现剩余变形，这样的延性材料也会在反复变化的作用下产生热疲劳，而最后导致热裂。当然这还要取决于温度变化的速率，剩余应力的大小以及弹性波传播的速度等许多因素。但总的来讲对于脆性材料造成热裂的原因是热冲击，而对于延性材料造成的热裂原因是热疲劳。
       上面所述的是以热弹性力学观点出发所得出的结论，对于一般的材料都能较好的适用。但是，对于一些含有微孔的材料和非均质的金属陶瓷等都不适用，在这些材料中，由于热冲击下材料产生裂纹时，在裂纹的瞬时扩张过程中可能被晶界或金属相、微孔所中止，而不导致破坏。这在强度应力理论中就不能得到解释，于是，对待端面热裂的问题上就出现了第二种处理方式，这就是以断裂力学观点出发以应变能断裂能为判据的理论。
       在强度应力理论中，对热应力的计算是假设材料的外形是完全刚性约束的，所以各处的内应力都处在最大热应力值的状态，这实际上只是一个条件最恶劣的力学模型。它假设材料是完全刚性的，而任何应力释放如位错运动，粘滞流动都是不存在的。按照断裂力学的观点，通常的材料都存在有一定大小、数量的微裂纹，在热冲击情况下，这些裂纹的产生、扩张、蔓延程度与材料积累的弹性应变能和裂纹扩展的断裂表面能有关。
       其中Hasselman结合Kingery的工作，提出“热应力裂纹安定性因子Rst”为：