粗化（coarsening）

粉末要降低它那浪費的表面能，不只一種辦法，而且不是每一種都幫得上你。粗化就是幫不上忙的那一種：顯微組織不是靠擠出氣孔來除去表面，而是靠把特徵養大來除去表面——小的粒子與氣孔溶解或縮沒，大的則長大，於是你落得晶粒更少更大、氣孔更少更大。總表面積下降、能量帳單降低，然而空隙的比例幾乎不變。坯體重新排布了自己，卻沒有變得更緻密。想想放在冷凍庫太久的冰淇淋裡的冰晶：沒有新的水，但細小的晶體熟成了粗糙、沙沙的大晶體。

粗化的引擎是曲率，透過驅動燒結一切的同一組克耳文與吉布斯-湯姆森（Gibbs-Thomson）關係作用：一顆小粒子因為彎得更尖，化學位（或蒸氣壓、或溶解度）比大粒子高，於是物質從小漂向大。承載它的，正是那些從表面或蒸氣取材的輸送路徑——固態燒結中的表面擴散與蒸發-凝結，以及液相燒結中透過液體的溶解-再析出。因為這些路徑在粒子外側或跨越氣孔挪動材料，卻從不排空粒子中心之間的空間，它們把顯微組織養大卻不使之緻密。在末期，粗化也以晶粒成長的形式現身，把晶粒放大、拖著或拋棄氣孔。

粗化是緻密化故事裡的反派，而理解它就化解了初學者的謎題：為什麼更燙更久不總是更緻密。每一度、每一分鐘都同時餵養緻密化與粗化，因為它們共用同一份驅動力；問題只在於誰勝出。粗化傷你兩次：它花掉了緻密化所需的驅動力，而且藉由放大氣孔與晶粒，讓剩下的孔隙更慢被除去、更可能被困在晶粒內。話說回來，粗化並非總是敵人——它被刻意用來為某些電子陶瓷長晶粒、發展出韌化氮化矽的互鎖顯微組織，以及任何以受控晶粒尺寸為目標之處。燒結的手藝，大半是傾斜這個平衡的手藝：細粉、快速升溫通過易粗化的低溫、以及拖慢晶界的摻雜劑，全都是為了讓緻密化跑贏粗化。