顯微組織及其發展
開放孔隙(open porosity)
並非所有氣孔都一樣,第一個重大分野在於:一個氣孔能不能從外面到達。開放孔隙(open porosity)是那些彼此相連、並且連到外表面的氣孔所構成的網路,形成貫穿整件產品的連續通道。把這樣一塊陶瓷浸到水裡,水會被吸進去,就像廚房海綿吸水,或未上釉的陶花盆裝水後外壁會滲出水珠那樣。只要流體進得去又出得來,那一部分氣孔體積就算是開放的。
開放孔隙在燒結的早期與中期、以及任何燒得較輕的坯體中佔主導。當粉末壓塊還新鮮時,顆粒之間的空洞是一座完全相連的迷宮。隨著燒結進行、密度攀升,通道逐漸變窄並最終掐斷;開放孔隙通常一直存續到產品達到約 90 到 95 % 的理論密度,之後殘餘的氣孔便被封閉、孤立起來(成為封閉孔隙)。由於流體能滲入它,開放孔隙正是阿基米德浸水法所量到的東西——你把產品吸飽水,吸進的水量就直接給出開放氣孔的體積。
當工作是要讓某物通過、或要容納某物時,開放孔隙正是你要的性質。它讓濾材具有透過性、讓觸媒載體與薄膜具有通量、讓窯具與耐火磚具有可透氣的隔熱、也讓骨支架具有活組織與血管必須長入的連通通道。反之,當工作是要把某物擋在外、或封在內時,開放孔隙就是你必須消除的性質:一只瓷餐盤、一個化學坩堝或一支真空管,都必須實質上零開放孔隙,這正是為什麼這類器物要嘛燒到接近全緻密、要嘛用玻璃質釉封住。
供村落水井使用的陶瓷濾水器只素燒到剛好把晶粒黏結起來,卻留下 35 % 開放且相連的孔隙、通道在次微米級。水靠重力被推過;通道窄到細菌無法跟著通過,於是乾淨的水從底部流出。
開放孔隙把一塊實心的坯體變成能用的濾材——相連的通道就是它的機制。
阿基米德法量的是開放孔隙,而非總孔隙。若產品內部還藏有封閉的內部氣孔,浸水法會漏掉它們,並回報一個高於真實值的密度——除非另行計入封閉孔隙。
又稱
另見