■邱耀弘/ACMT
摘要
陶瓷，相信是與人類最早由石器時代進入到文明時代的關鍵，也是Dr.Q常常講的「聚沙成塔」的粉末成型技術中三大基本材料：金屬、陶瓷與高分子之一；陶瓷帶給人們的第一印象就是堅硬，最常見的陶瓷材料的代表就是玻璃(Glass)，俗語中”破鏡難重圓”，相信就是形容陶瓷材料最令人詬病的硬脆易碎的傳統印象；。一般來說， 陶器(K)(Pottery, earthenware, crockery, pottery ware, and keramics) 和精密陶瓷(C)(Fine and/ or advantage ceramic)是必須分開來討論的，但是人們因為陶瓷易碎而經常會把它們混為一談，其實也不是不行，Dr. Q習慣的用K and C順序來區分兩者的性能特性，C的排位高於K所以來得精密一些。
定義與分類
怎樣定義陶瓷材料？在元素週期表上的金屬與輕質氣體或活性高元素作用，其化合物就是廣義的陶瓷材料，再明確的定義，陶瓷是由無機物單獨或混合其他物質製成的材料，通常泛指由矽酸鹽(SiXOy)、鋁酸鹽(AlxOy)、 硼酸鹽(BxOy)、磷酸鹽(PxOy)等原料以及或是氧化物(Oxide)、氮化物(Carbide)、碳化物(Nitride)、硼化物(Boride)、硫化物(Sulfides) 等原料經一定的工藝製備而成的材料。但是Dr. Q擔心寫得太過於深入無助於讀者 們入門，我們在這裡只針對常接觸的陶瓷以其功能性來 做為解說，包含如下：
●傳統陶瓷-
在一般家庭生活中，最容易看到的陶瓷餐具如鍋碗瓢盆杯，傳統陶瓷的應用大宗，加上藝術的設計成為人類生活不可獲確的器物，許多昂貴的骨董陶瓷是人類文明的最好紀錄與見證。傳統陶瓷的雜項成分多，也便宜容易取得，但是只能作為日常生活 的器皿來用。
●金屬-
2精細陶瓷– 在台灣稱為精密陶瓷，主要是把各種陶瓷精煉後保持99%以上的純度，不論要混合或是單獨使用，都必須能夠定性定量的加以控制包含其粉末粒徑、純度、形貌以及添加物的控制，才能夠精確地讓陶瓷發揮其特殊的功能性，包含下列：
i.結構陶瓷 – 人類最早認識的精細陶瓷要從氧化鋁說 起，主要在於地球含有豐富的鋁且是氧化態的氧化鋁存在，人們首先發現純煉的氧化鋁對於結構是很有應用上的幫助，尤其是在惡劣環境和絕緣特性的應用， 所以非常多的電纜線下的陶瓷支撐座就是以氧化鋁來製作，如圖(2)；
近代的結構陶瓷責備具有豐富色彩可能性的氧化鋯(Zirconia, ZrO2) 搶走風采，因為它具有陶瓷材料中最佳的破壞韌性(直逼鋅合金)，加上硬度高比重略低於鋅合金，所以在這幾年中國智能手機品牌選用的微晶鋯就是指這種晶粒大小在燒結後，控制小於1微米的氧化鋯材料，
也因為相對密度高可以拋光後呈現鏡面的感覺，手錶也經常採用這樣的特性來作為商品特徵。
圖1: 陶瓷材料服務人類的五官
ii.電子陶瓷– 陶瓷作為固態被動組件其實是最大宗主流，例如陶瓷電容器、陶瓷壓敏電阻、壓電陶瓷等等， 人類早在300年以前便懂得使用這些陶瓷材料作為電子元器件；
近代的電子三基本組件：電感(L)、電容(C)、 電阻(R)更是大舉開發新的陶瓷材料來使用，用料成本低功能性強大，重點是耐用度和穩定性，是其他材料無可比擬的。請見圖(8)
iii.環境耐受陶瓷–針對包含如絕緣、耐熱、耐磨與耐酸鹼的陶瓷，採用陶瓷通常都要伴隨這些功能的之一或是多選，世界很奇妙，金屬被氣體或是活性元素極化以後，由金屬鍵(Metal bond)結改變成共價鍵
(Covalent bond) 或是離子鍵 (Ion bond)，就讓陶瓷 呈現不一樣的性質與被利用性。
材料界最不引人注意的廣泛角色 為什麼這樣說陶瓷材料？說實在的，如果不是美國蘋 果公司的青睞和華為、歐珀、小米手機挖空心思推出 高檔上位名詞，陶瓷界的眾家兄弟一直是低調、默默 地為人類服務並且貢獻，地位極為卑微。 Dr. Q真心 來幫陶瓷材料來平反一下，好，請見圖(1)。
●視覺服務：在視覺上，首先是眼鏡鏡片，是玻璃也是一種陶瓷材料，還有玻璃上的鍍膜是屬於多層膜鍍膜由陶瓷薄膜所構成的抗反射(Anti-Reflection, AR)、 抗指紋(Anti-Finger printing, AF)、 抗磨損(Wear resistance)、抗眩光(Anti-Glare ) 等等，
更別說那些五顏六色用在手錶和手機外殼，視覺上高亮度又豐富的色彩也是陶瓷服務視覺的強項。
●聽覺服務：很多人認為服務聽覺是很困難的，Dr. Q 也同意，但是想到有關聲響就不能不提到由壓電陶瓷(Piezo)所製作的蜂鳴器，利用其接受電流產生機械震動造成聲音，在很多機器設備上至少有百年的服務歷史，呵呵，提醒人類避免發生危險，聽覺是關不掉的，只有你去關掉它，
所以，這也算是安全服務的一個重要材料吧。
圖2: 陶瓷材料 圖3: 高分子材料
●味覺服務：雖然陶瓷材料沒有甚麼好吃的，但是陶瓷的過濾材料和餐具(鍋、碗、瓢、盆、塊，茶具與杯子)，純化水質並裝盛食物服務您的嘴巴，人類老祖宗很早就用陶瓷器皿，那些挖掘出來的歷史文物有多少可像陶瓷一樣，
默默地記錄著歷代人類的演繹， 傳承著一代又一代，如同石頭般可以保留數千年而呈現在我們現代呢！
●嗅覺服務：這個部分就比較難找，幸好Dr. Q找到 鼻煙壺，哈哈，清朝大把愛抽煙的人就是用陶瓷製作 鼻煙壺，易清洗、耐高溫、可塑形，陶瓷材料你真行！
圖4: 金屬-1 圖5: 金屬-2
圖6: 金屬材料 圖7: 陶瓷
圖8: 電子陶瓷
圖9: 陶瓷-1 ; 圖10: 陶瓷-2
圖11: 陶瓷-3 ; 圖12: 陶瓷-4
圖13: 陶瓷-5 ; 圖14: 陶瓷材料
●觸覺的服務：利用陶瓷材料堅硬和比熱容低的特色， 冰冷和高亮度帶給人類科技感覺，觸覺上的把、握、 拿、捏為人類帶來各種感知，我們通過沙地的軟陷、 石礫地的椎刺、石板地的鏗堅，都是廣義陶瓷帶給我們的觸覺上的感受。陶瓷構成在材料世界陶瓷如影隨形、無所不在，也豐富我們的人生，準備好了嗎？一起來感受陶瓷材料的 樸實和尖端了！ ■
