基礎:什麼是陶瓷?
先進陶瓷
先進陶瓷(又稱技術陶瓷、工程陶瓷或精密陶瓷)是現代的一支:不用天然黏土,而是用特製的高純度合成粉末,在嚴密控制下加工,以換取某一項特定的高性能性質。氧化鋁火星塞絕緣體、氧化鋯牙冠、氮化矽軸承、碳化矽裝甲、鈦酸鋇電容器,以及太空梭的二氧化矽隔熱片,全都是先進陶瓷。
它的決定性動作是控制。傳統陶瓷容忍不純的天然礦物,先進陶瓷卻從化學純淨、細緻、經充分特性分析的粉末出發(常是純度 99.9% 以上、次微米的顆粒),把它均勻成形,再燒結到接近全緻密,並帶著刻意設計的顯微組織:受控的晶粒尺寸、極少的孔隙、量身訂做的第二相。目的是傳統陶瓷達不到的性質:極端的強度或韌性、精確的介電行為、離子導電、透明、生物相容性。這就是把結構-製程-性質的思維全力施展。
先進陶瓷正是陶瓷能立足於科技前沿的原因,在電子、能源、航太、醫療與國防領域,即便就噸位而言,它們只佔所有陶瓷的一小部分。它們昂貴,恰恰因為純度與控制昂貴;而且它們依舊是脆的:整門本事在於設計時繞開那由瑕疵主宰的破裂(韋伯設計、驗證測試、韌化),而不是假裝它不存在。它與傳統陶瓷的界線是一道光譜,而非一堵牆,一件高品質的技術瓷器就落在兩者之間。
保護太空梭再入大氣的白色陶瓷片,和你手機裡那些微小的多層電容器,都是先進陶瓷:以工程化的高純度粉末與顯微組織,去完成一件沒有任何陶罐能做的工作,撐過攝氏1200度,或在一毫米內儲存電荷。
高純度合成粉末加受控顯微組織,等於一項有的放矢的高性能性質。
先進關乎純度、控制與目的,而不僅僅是新。這些陶瓷依舊是脆的;它們的優勢在於工程化的顯微組織,而其設計必須尊重由瑕疵主宰的破裂。
又稱
另見