陶瓷粉末

你摸過的幾乎每一件陶瓷，最初都是一堆乾粉末，一種常比麵粉還細的細塵。粉末之於陶瓷，就如同麵粉之於麵包：是你先塑形、再燒製的起始原料。你把鬆散的顆粒填壓成想要的形狀，稱為生坯（green body），再加熱讓顆粒在接觸點相互焊接，稱為燒結（sintering），變成一整塊堅硬的固體。一只餐盤、一個火星塞絕緣體、一顆手機電容器，乃至火箭上的隔熱瓦，全都可以追溯到一罐粉末。

陶瓷粉末就是你想要的化合物的大量微小固體顆粒的集合，例如氧化鋁（Al2O3）或氧化鋯（ZrO2），每個顆粒通常介於幾奈米到幾微米之間。粗略地說，粗粉的顆粒接近 10 微米，細粉在 1 微米以下，而超細粉或奈米粉在 100 奈米以下。每個小顆粒往往本身就是一顆單晶，或幾顆晶體的小團。五個問題決定這粉末好不好：顆粒多小、大小多均勻、露出多少表面、化學上多純、以及會不會結團。表面是最關鍵的。細粉在很小的質量裡藏著極大的表面積，0.1 微米的氧化鋁一公克約有 15 平方公尺，而儲存在這片表面裡的能量，正是燒結之後用來把顆粒拉緻密所花的燃料。

成品陶瓷的品質，比任何環節都更取決於粉末這一步。陶瓷師傅的一條經驗法則是：壞粉末做不出好陶瓷。細、均勻、純、不結團的粉末能在較低溫度燒到接近全緻密，給出細而均勻的晶粒組織與可靠的強度；而粗或結塊的粉末會留下大氣孔與弱點，再怎麼燒也補不回來。但也要誠實地說：並非越細就越好。超細粉塵飛、難處理，會猛烈結團，其龐大的表面又會從空氣中吸附水氣與雜質，因此最佳點是一種既細又均勻、卻仍好操作的粉末。