乾燥、脫脂與生坯體

生坯強度(green strength)

拿起一件已乾但未燒的陶瓷件——壓製的錠、注漿的杯、擠出的棒——它能在你手中維持整體,但也僅止於此;一捏、一摔就碎。這種恰好足夠的、原始件的堅韌,就是它的生坯強度:生坯的機械強度,也就是它在未燒狀態下斷裂前每單位面積所能承受的力。正是它,讓脆弱的已成形已乾坯體能被拿起、修整、堆疊、搬到窯前而不散架。

生坯沒有燒成的鍵結,所以它的強度全來自把粉末維繫在一起的微弱、暫時的力:有機黏結劑搭的橋(通常是最大的貢獻者,這也正是要添加黏結劑的主因之一)、堆積顆粒之間的摩擦與機械互鎖、凡得瓦吸引力,以及——若坯體仍略帶濕——把顆粒拉在一起的毛細吸力。數字很不起眼:生坯強度通常只有零點幾到幾 MPa,大約是同一坯體燒成後強度的百分之一或更少。它會隨黏結劑增多、堆積更緻密、顆粒更細而提高,並(在一定程度內)隨微量殘留水分而提高。

生坯強度是一項務實、而非光鮮的性質——但它決定了件能否完好走過從成形到燒成的旅程,也是黏結劑存在的主要理由之一。生坯強度太低,件會在拿取、脫模、加工與裝窯時缺角、塌陷或斷裂;太高(來自大量黏結劑),會使燒除更難,並可能在移除黏結劑時把件裂開。若件以生坯加工成形——在燒成前把柔軟的生坯切削成最終形狀——生坯強度就必須高到能俐落加工、又低到容易切削。它是把坯體送到窯前的強度;燒成隨後用真正的強度取代它。

一顆不加黏結劑的壓製粉末錠,一離開模具就碎成片;加入百分之一二的高分子黏結劑,同樣的錠出來就結實到可以在上面寫字、丟進箱裡也毫髮無傷。那個差別就是生坯強度,幾乎完全是用一點黏結劑換來的。

生坯強度——來自黏結劑、摩擦與凡得瓦力的零點幾到幾 MPa——正是把未燒件安全送到窯前的東西。

生坯強度並非燒成強度的預兆——兩者來自完全不同的機制(微弱的黏結劑與摩擦,對上熔合的陶瓷鍵)——一件坯可以生坯強、燒成弱,或反之。生坯強度高只代表件能撐過拿取,僅此而已。

又称
green mechanical strengthunfired strength坯體強度