在第5章，我们说到相对于晶体内部而言，表面是一种面缺陷。在表面，原子配位不足、表面受力不均匀、存在各种缺陷和晶格畸变等。这些因素使得材料表面的原子有较高的活性。虽然表面原子可通过弛豫、重建及吸附外来物质等措施降低表面原子的活性，但表面原子仍然比内部原子有多余的自由能——表面自由能或表面能。因此，固体材料被分开或破碎为粉末颗粒后，必然处于一个高能状态。破碎后的粉末，其比表面积越大，粉末系统所具有的表面能越多。简言之，块状物变成粉末颗粒后能量升高、粉末系统处于能量不稳定状态。

表面能属于界面能的一种。界面能与物质接触的介质有关。同一物质与不同性质的其他物质接触时，因界面原子所处的力场不同，故界面能也不同。通常，人们所说的表面能是指物质与空气接触时的界面能，如粉末的表面能。表面能定义为恒温、恒压及组成不变时，增加单位面积，系统增加的Gibbs自由能。因此，对某一粉末系统来说，其总的表面能GS可表示为GS=γSA，其中A为接触面面积，γS为粉末与空气接触时的表面能。

假设表面能γS与温度无关，在烧结过程中，因粉末与空气的接触面面积A减小，故粉末系统的GS减小。原来粉末与空气的界面被晶界所取代。取代后，系统的Gibbs自由能GB=γBA′，γB为晶界能，A′为晶界面积。若原面积A完全被晶界取代，则两个表面合成为一个晶界，面积减少一半A′=0.5A。故烧结后，系统Gibbs自由能的变化ΔG为

晶界能γB比表面能γS低，因此ΔG＜0。(www.daowen.com)

除了以上过剩表面能与晶界能之差ΔG推动烧结以外，粉末表面的曲率半径引起的Laplace应力也会促使物质迁移而使粉末系统致密化。但相比而言，过剩表面能与晶界能之差要大得多，故粉末系统本征的过剩表面能与晶界能之差为烧结过程的主要驱动力。

晶界能γB比表面能γS低，因此ΔG＜0。

除了以上过剩表面能与晶界能之差ΔG推动烧结以外，粉末表面的曲率半径引起的Laplace应力也会促使物质迁移而使粉末系统致密化。但相比而言，过剩表面能与晶界能之差要大得多，故粉末系统本征的过剩表面能与晶界能之差为烧结过程的主要驱动力。