固態燒結（solid-state sintering）

想像兩個雪人在結冰的夜裡彼此貼著過了一晚。到早上，它們在相接處融成了一體，由一道結實的冰橋連起來——然而什麼都沒融化；雪只是一個原子一個原子地重新排布，把接觸處織了起來。固態燒結對陶瓷而言正是如此：壓實的粉末被保持在遠低於熔點的高溫，四處都沒有液體，粒子卻在接觸處焊在一起，它們之間的氣孔也縮小，全靠原子在固體中的移動完成。它是最純粹、最根本的燒結形式，也是衡量液相與壓力輔助路線的標尺。

這個過程通常被描述成三個彼此重疊的階段。初期，頸部在粒子接觸的點上形成並增厚。中期，氣孔連成一張沿晶粒邊緣延伸、如隧道般的網路，這張網路隨坯體收縮而穩定變窄——大部分緻密化就發生在這裡。末期，隧道捏斷成孤立、渾圓、位於晶粒角落的氣孔，接著必須一個一個地把它們哄出去。一個起始接近理論密度 55 到 60 百分比的生坯，可以爬過 98 百分比，一路上每個線性尺寸收縮大約 15 到 20 百分比。這一切都由表面能驅動力推動，並靠固態擴散承載——緻密的部分主要是晶界擴散與晶格擴散，表面擴散與蒸發-凝結則作為粗化並行其側。

固態燒結是許多重要氧化物的路線——氧化鋁、氧化鎂、氧化釔、摻雜的氧化鋯——它的大優點是乾淨的顯微組織，晶界上沒有殘留的玻璃相在攪局，這對高溫強度與低介電損耗都很重要。它的代價是緩慢、要求高溫與細而堆積良好的粉末，因為唯一在搬運物質的只有遲緩的擴散。它與每一種陶瓷共有的核心難題是：晶粒成長在末期加速，可能在氣孔被除去之前就把氣孔困在晶粒內——所以燒得更燙或更久並不保證得到更緻密的成品，而控制晶粒成長（例如在氧化鋁裡加一絲 MgO）往往是達到全緻密的關鍵。