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【週日閱讀科學大師】陶之鍊金術---陶瓷產品的製造

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黃啟祥｜成功大學材料科學及工程學系

陶瓷是亙古流傳的材料，古自彩陶文化時期的陶板，新至宇宙太空船外殼用的耐火磚。日常生活中看得到的屋瓦、紅磚、碗盤餐瓷、衛浴設備是我們熟知的傳統陶瓷產品，可是你知道嗎？一台手機或電腦或汽車裡，也含有數百乃至數千個陶瓷做的零組件，例如IC基板、多層積層陶瓷電容(MLCC)、壓電陶瓷、感知器等的精密陶瓷產品。陶瓷產品種類繁多，各產品的製作方法不一，一般而言包括原料的粉碎、粉末合成與調配、成形、乾燥、加熱（燒結）、施釉及加工等製程。在此等製程中，成形與燒結的製程尤其重要。一個陶瓷碗的成形可以經由捏陶、手拉坯或石膏模等的方法，但尺寸甚小的手機用陶瓷零組件是如何成形的呢？為什麼成形後都要放進爐子裡加熱燒結呢？這些問題將是當日的主要話題。讓我們一探究竟吧! 簡言之，每一陶瓷產品都是由原子聚集而成的。不同元素的原子有不同的特性（原子的質量、大小、外層軌道的電子數等），各元素原子在每一製程中會扮演各自的角色，且不踰矩；而我們充分瞭解各原子的特性後，並善用加熱（燒結）的製程，掌控原子的行蹤，讓原子們手拉手鍵結起來，因而成就了高附加價值的陶瓷產品。

精密陶瓷(2)

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