金属与陶瓷的不同特性有哪些？

    固体内的热传导，主要是透过带能电子的运动或晶体结构 的振动。电子移动性够强的材料很容易导热，也可能很容易将其电子转移 给其他在表面附近的原子，换言之，导热性良好的材质（如金属），通常 也容易起化学反应。
  同样的道理，惰性化合物通常也就是导热性较差的材 质。陶瓷是由很稳定、不容易起化学反应的化合物混合制成（氧化镁、氧 化铝、二氧化硅），其共价键会紧抓住电子。  因此，它们是以低效率的振 动方式来缓慢传热，如果在炉子上直接以猛火加温，陶瓷会无法让热能均 匀扩散，受热区域会膨胀而未受热的区域则不会膨胀，如此便逐渐产生机 械张力，使器皿裂开甚至破碎。
  这就是陶瓷通常只用在烤炉中的原因，因 为烤炉的加热较温和而均匀；或可于金属表面涂上一层薄薄的陶瓷材料 由金属来均匀传递热能。  I金属表面自动形成的陶瓷涂料事实上，大多数厨房里常用的金属器皿，表面都会自然出现一层非常 薄的陶瓷层。
  金属的电子是会移动的，而氧气很容易接收电子，因此当金烹调器皿的材质属暴露于空气中，表面的原子便会与大气发生自发性的化学反应，形成一 层非常稳定的金属氧化物。像是银与铜表面的变色现象（亦即生锈），其 实就是一种金属硫化物，当中的硫主要来自空气污染。
    这些氧化膜不会起 化学反应且相当坚硬。氧化铝若非以晶体形式存在于锅上，便会形成质地 粗糙的金刚砂，而这正是红宝石与蓝宝石的主要材料（宝石颜色来自铬与 钛的杂质）。但问题是，这些天然涂料在锅上往往只有几个分子的厚度， 很容易在烹调过程中被刮掉或磨掉。
  冶金学家找到两种方法可以利用锅表面的金属氧化物。  目前可以用化 学处理的方式，在铝金属表面做出厚度约0。03毫米的薄膜，薄膜相当不透 水。而将铁与其他金属融合成合金，就能在其表面形成坚硬的氧化物保护 层，以制造出不锈钢。
  以下简要说明现今厨房器皿常用的材料，以及各材质特有的优缺点。I陶、瓷、玻璃陶是由各种化合物以不同方式混合而成，主要是硅、铝及镁的氧化 物。  “玻璃”算是一种特殊陶器，成分比较固定，通常以硅土（二氧化硅） 为主要成分。
  这些材料直到目前为止，都还是由自然产出的矿砂所制成：陶 (ceramic)—词就是来自希腊文的“陶匠的黏土”。“陶”的铸型与干燥技 术，可回溯至约9000年前，那时人类开始驯化动植物。“瓷”的孔洞比陶土 小，也比较不那么粗糙，硅的成分很高，并经过高温烧制，已经有玻璃化现 象，或变成半玻璃材质。
    中国人约在公元前1500年之前便发明了这种精制 的技术。“白瓷”是一种白色、半透明的陶石，以高岭土（一种非常轻的黏 土）混合一种硅酸盐矿物制成，并在窑中以高温烧制而成，其年代可追溯到 中国的唐朝（618-907年）。
  这种更精制的陶器随着17世纪的茶叶贸易引进 欧洲，一开始在英国被称为Chinaware (中国器具），而后便简称为Chirm。  第 一个玻璃容器并非以模子铸型，也不是吹制而成，而是用整块原料费力雕制而成，年代远溯至4000年前的近东DI陶制锅具的特性陶瓷材料的最大特点是其化学稳定性：它们不起化学作用、抗腐蚀， 并且不会影响食物的味道或其他特性。
  （只有一个例外：黏土与釉料有时 含铅，它是一种神经毒素，可能溶进酸性食物。  有些产地陶瓷容器的黏土 或釉料铅含量很高，有时会传出铅中毒的案例。）陶瓷锅具通常只用于缓 慢、均匀的加热过程（尤其是在烤炉里烘烤或炖煮时），因为直接的高温 可能造成破裂。
  耐热玻璃加人了氧化硼，能减少约1/3的热膨胀效应，因此 比较不易受到热膨胀的影响，但还是有可能破裂。  I搪瓷器皿还有一种器具“搪瓷”，是将玻璃粉融化制成薄膜，然后涂布在铁制 或钢制器皿表面。
  早在19世纪，这种技术就已应用于铸铁的制作，时至今 日，搪瓷金属已广泛应用于乳品、化学、酿造行业以及浴缸。以搪瓷制作 厨房器皿时，金属能将热源均匀扩散，而陶料涂层则够薄，可以均匀膨胀 与收缩，并隔开食物与金属。
    塘瓷器皿相当耐用，但仍需要一些保养。若 直接把冷水浇在炙热的器皿上，可能使陶瓷层碎裂或损坏。低导热性的优点陶瓷材料的低导热度对食物有良好的保温效果，这成为陶瓷的一个优 点。
  导热性良好的材质（如铜与铝），很快便把热能散发到周围环境，{旦 陶器却有很好的保温能力。同样地，烤炉若以陶砖作为炉壁，那么加热的 均勻度可谓无与伦比。  烤炉预热时，炉壁会慢慢吸收及储存大量热能，等 到食物置人，便会将热能释放给食物。
  现代的金属烤炉无法储存太多热 能，因此必须不断开关其加热元件。这种做法会造成较大的温度波动，使 面包等食物在高温烘焙时烤焦。铝铝是地壳里最丰富的金属，但人们以它作为锅具材料的历史还不到百 年。
    铝不会以纯金属的形式存在于自然界，人类一直要到1890年之后，才发 现了把铝金属从矿石中分离出来的方法。炊具材质通常是以铝及少量的锰混 制的合金，有时则是铝铜合金。铝的最大优点是成本极低，导热性仅次于 铜，而且密度低，因此材质轻巧易于使用。
  它用途广泛，几乎无所不在， 铝箔包、啤酒罐与汽水罐等都有铝。  不过尚未经过阳极化处理的铝，只 能产生一层薄薄的氧化层，一些活性较强的食物分子（酸、碱，以及烹煮鸡 蛋时生成的硫化氢）便很容易渗透到金属表面，形成各种灰色或黑色的氧 化铝与氢氧化铝复合物，把浅色食物弄脏。
  目前大多数铝制器皿都会先涂上 一层不粘涂料，或做阳极化处理。  阳极化处理是在硫酸溶液中，以该金属作 为正极（阳极）并迫使其表面氧化，制造出具有保护作用的厚厚的氧化层。铜铜是一种很独特的常见金属，因为它能以纯金属状态存在于自然界中。
   因此，约在1万年前,它成为第一个用来制造工具的金属。铜具有绝佳的导 热性，它能快速而均匀地加热食物，因此成为厨房里最珍贵的锅具。  此外， 由于铜的导电性高，成为埋布百万公里的电线的首选材料，因此价格也较昂 贵。
  要让铜器保持光亮相当麻烦，因为它对氧与硫都有高度亲和力，暴露在 空气中会形成一层绿色表面。最重要的是，铜制炊具可能有害，其氧化物表 层有时会有孔洞或变成粉状，而铜离子很容易渗入食物的汁液中。  不过，铜离子也有一些有用的效果：它能稳定发泡蛋白，同时为煮熟 的绿色蔬菜增色。
  不过人体能代谢的铜量有限，而且摄入过量可能引起肠 胃不适，严重的话还会损害肝脏。没有人会因为偶尔用铜碗打蛋而中毒， 但是纯铜器皿也并不适合天天拿来做菜。为了克服这个缺点，制造商会给 铜制锅具涂上不锈钢，或是以更传统的方法，在锅具涂上锡，不过锡本身也有其局限性。
    铁与钢铁是较晚才发现的金属，主要是因为它以氧化物的形式存在于地壳之 中，除非是在很偶然的情况下，例如在裸露的矿石上刚好发生大火，才可 能发现纯铁。虽然一般认为铁器时代始于公元前1200年左右，当时铁器与 铜及青铜（一种铜锡合金）一样被人类广泛使用，但事实上铁制品早j公 元前3000年左右便已出现。
    “铸铁”（cast iron)是一种合金，大约掺了3% 的碳，好让铁金属质地坚硬，它也包含了一些硅。“碳钢”（carbon steel) 含碳量较少，且经过加热处理，让合金更坚固、较不容易脆裂，可制成较 薄的锅。
  铸铁与碳钢最吸引人的地方在于便宜与安全。过量的铁很容易排 出体外，而实际上大多数的人也可以因此从食物中获得更多铁质。  其最大 的缺点是容易锈蚀，不过只要经常保养并温和清洁便可避免。
  铁与碳钢都 像铝一样，能使食物变色。铁的导热性比铜或铝差，但正因如此，再加上 它的密度比铝高，铸铁锅能比铜锅或铝锅吸收更多热量，并保温更久。:厚 的铸铁锅能提供稳定、均匀的热源。铸铁锅与碳钢锅的保养喜好使用铸铁与碳钢锅的厨师，为了改善其表面容易腐蚀的缺点，会 以人工涂覆一层保护层。
    他们以食用油涂抹锅表面，然后加热数小时℃ “保养”这些锅。食用油能渗人铁的孔隙与裂缝，封住它们，以防止℃气 与水侵蚀。金属遇到热以及空气时，能氧化脂肪酸链，促使它们互相键结 (聚合），形成致密、坚硬的干燥表层（正如以亚麻籽与其他“干油”来 处理木材与绘画的效果）。
    高度不饱和油脂（黄豆油、玉米油）特别℃易 氧化及聚合。为了避免保护油层脱落，厨师会以温和的肥皂以及具有磨砂 作用的水溶性物质（如食盐），来小心清洁保养过的铸铁锅，而不使用洗 洁剂与刷布。
  不锈钢铁是唯一不会形成表面保护层的金属，它暴露在空气与水汽之下便会 生锈。氧化铁与水形成的橙色复合物呈现松散的粉末状，而非一片连续的 薄膜，因此无法隔绝空气来保护金属表面。  除非能以其他方式加以保护， 否则铁金属会持续镑蚀（这就是自然界中不会发现纯铁的原因）。
  人类为 了使这种廉价又矿藏丰富的元素更有抗锈性，在19世纪发明了不锈钢。它 是一种铁碳合金，在锅具中还含有大约18%的铬及8%-10%的镍。铬是光 亮与永久闪耀的代名词，因为铬非常容易氧化，并能自然形成一层厚厚的 保护层。
    在不镑钢的混合物中，氧容易与表层的铬原子发生反应，如此铁 就没有机会生镑了。这种化学稳定性需要以金钱来换取。不镑钢的价格比铸铁与碳钢昂 贵，导热性却较差。这是因为加入大量的非铁原子，让金属结构与电子排 列变得不规则，干扰了电子的运动。
  有几种方式可以改善不镑钢锅的导热 性，像是在锅底外层涂上一层铜，或在锅底内层嵌入铜片或铝片，或是将 锅做成两层或更多层，中间夹着导热性佳的金属。  当然，这些改进方式还 会再提高锅具的成本，不过这种混合材质的锅具最接近我们理想中的器 皿，既不容易起化学反应，导热性又佳。
  锡人类最早用到锡，可能是用来与铜结合制造出更坚硬的合金：青铜。 现在，锡通常是铜制器皿的内层涂料，具有无毒、不起化学反应的优点。 锡的用途不广，主要是因为它有两个相当不利于烹调的特性：其一是熔点 太低（230°C)，有些烹饪方式可能会达到更高温度；其二是很柔软，因 此容易磨损。
    锡合金称为锡獵（Pewter)，过去多少含些许的铅，但现在 是混合7%的锑与2%的铜，不过并未广泛使用。