陶瓷

陶瓷就是那些又硬、又耐熱、又常常很脆的材料：陶器與瓷器、磚與瓦、電線桿上白色的絕緣礙子，以及高科技版本，如火星塞裡的氧化鋁、假牙冠上的氧化鋯。就化學而言，它們是金屬（或如矽這樣的類金屬）與氧、氮、碳等非金屬的化合物——例如氧化鋁（Al2O3）、二氧化矽（SiO2）、碳化矽（SiC）。

它們的鍵結是離子鍵和／或共價鍵——強而有方向性的鍵，把原子牢牢鎖在原位。這就是為什麼陶瓷硬、非常剛、在高溫下仍保持強度、耐化學侵蝕，並且是電與熱的絕緣體。但正是這些剛硬的鍵不讓原子滑動（差排很難移動），所以陶瓷無法靠變形來紓解應力——取而代之的是一道微小裂縫竄開，於是它碎裂。它是脆的。氧化鋁的模數約 380 GPa，比鋼還剛，但一個瓷杯掉到地上還是會破。

關於強度，這裡有一段誠實話。陶瓷的強度由它內部最糟的瑕疵主導——破壞從最大的裂縫或孔洞開始——所以名義上完全相同的零件，會在差異很大的負載下斷裂。因此單一的「強度」數字會誤導人；工程師用韋伯統計（Weibull statistics）來描述這種分散，並保守地設計。玻璃是近親：氧化物化學相同，但屬於非晶質（凍結液體般的結構）。