矽酸鹽結構與黏土礦物
黏土的可塑性
可塑性是那個近乎魔法的性質,讓一團濕黏土能被擠、拉、盤、壓成任何形狀,然後保持該形狀而不開裂、不塌陷。這是讓陶器成為文明第一種合成材料的單一行為。可塑的黏土硬到能撐住自身重量,卻又軟到能在陶匠的推壓下流動,而且它記得你最後給它的形狀,既不回彈、也不垮掉。
其機制是水加扁平的片。黏土礦物是極小的層狀矽酸鹽薄片;加入適量的水,每個薄片就被一層僅數個分子到數百奈米厚的水膜包裹。那些水膜讓片彼此滑動(於是黏土受推時流動),同時水的表面張力與片間的凡得瓦吸引又把它們拉回、抱住新形狀(於是黏土鬆手時不塌)。水太少,片無法滑動,黏土脆而易碎;水太多,水膜太厚使片失去接觸,黏土成了流動的泥漿。可塑性存在於一段含水量的窗口,粗略地以阿太堡(Atterberg)塑限與液限量度,兩者之間的跨度即塑性指數,告訴你一種黏土有多好操作。
這就是為什麼粒形與細度如此重要:黏土薄片越扁越細,可滑動的表面就越多、坯體就越可塑,這正是會膨脹的蒙脫石極為可塑、而塊狀粗粒礦物毫無可塑性的原因。這也是瓷器配方要把弱塑性的高嶺土與較可塑的球土調在一起的原因:陶瓷工作者正是在調校這套片-水系統,直到坯體好拉坯、乾燥不裂、又能燒得乾淨潔白。
把一團硬黏土揉入一點水,它忽然就像奶油般好拉;再加太多,它就塌成一灘。手感變好與塌陷,都是薄片之間的水膜變厚:先是讓片能自由滑動,接著讓片徹底失去抓握。
可塑性是一段含水量窗口:太乾無法滑動、恰好能成形、太濕站不住。
可塑性並不等於單純的細或濕。它需要片狀顆粒與恰當的水膜;把石英磨到同樣細再加水,它依然拉不了坯,因為沒有可滑動的片。
又稱
另見