近日，2026中国(太原)国际能源产业博览会在山西省太原市举办，一大批绿色低碳前沿科技集中亮相。展会上，一块可以会长草的多孔生态陶瓷，吸引了众多参会者驻足围观。记者采访了山西天合新材料科技有限公司董事长张锁贵，揭开这款变工业废渣为降噪利器的新奇材料背后的奥秘。

会“呼吸”的陶瓷

　　提起陶瓷，人们脑海中浮现的往往是其致密光滑的外表，但开孔生态陶瓷作为一块“会呼吸的石头”，结构则完全不同。

　　“普通瓷砖密不透风，而生态陶瓷内部有大量相互连通的孔洞，空气能进去，水能渗下去，声音也能钻进去。”张锁贵介绍道。这种材料以煤矸石、粉煤灰、工业废渣等固体废弃物为主要原料，固废掺入量可达40%‑60%，兼具陶瓷的高强度优势和多孔材料的特殊功能。肉眼看是平整板材，放大之后，内部结构如同蜂窝，又似海绵，孔孔互通。

　　所谓“会呼吸”，奥秘就藏在生态陶瓷密密麻麻的开口气孔里。空气和水汽可以自由进出孔道：下雨时能够快速透水;天气干燥时，又能释放储存的水分，调节周边湿度。把它铺在建筑外墙上，就如同给城市建筑披上一层能够调节小气候的“皮肤”。展会上，这种陶瓷可以长草，正是得益于其孔隙结构能够留存水分养分，供植物扎根生长。

　　如今，噪声污染已成为继大气污染、水污染之后的第三大环境公害，隧道、地铁、城市声屏障等场景广泛使用的传统降噪材料存在一定短板。“传统隧道吸声材料如玻璃棉等纤维材料，易吸潮发霉、粉化脱落;泡沫铝等金属材料造价高，不适合大规模推广。急需一种既耐久又环保的新型吸声材料。”张锁贵一语道出行业发展面临的现实瓶颈。

　　而这款生态陶瓷同时具备吸声降噪、吸光、吸波、节能和“会呼吸”的生态功能。从环保角度看，它“吃”下大量工业废渣，生产制备全程没有有害物质排放，产品报废后还能够循环再利用。把曾经堆存成患的工业固废转化为新材料，既化解了固废堆放带来的环境压力，又压低了原料生产成本，高度契合低碳发展方向。

废渣变陶瓷

　　煤矸石、粉煤灰、工业废渣，过去是资源型地区十分头疼的环境包袱，大量堆存占用土地，刮风就扬起漫天粉尘。但在研发团队眼中，这些固废是待挖掘的宝藏。“煤矸石中含有硅、铝、钙、镁、铁的氧化物，这些恰恰也是火山岩的主要化学成分。” 张锁贵解释。

　　整个项目的研发灵感，正是来自火山岩。天然火山岩布满蜂窝状互相贯通的气孔，天生具备吸声降噪、吸附尘埃的特性。团队萌生大胆设想：能不能把火山岩这份天然本领，“移植” 到人工制造的新型建筑材料当中?

　　从 2017 年起，企业携手景德镇陶瓷大学、东南大学等高校专家开启联合攻关，前后历经数千次试验，终于摸索出利用工业废渣制备多孔生态陶瓷的完整工艺。

　　想要做出理想的性能，核心难点在于造孔。张锁贵介绍，团队创新使用钉板打孔机、造孔剂、发泡剂三种成孔手段：钉板打孔机打造管状气孔;造孔剂、发泡剂生成多点开口球形气孔和闭口球形气孔。三类孔结构一一对应穿孔板吸声结构、微穿孔共振吸声结构、薄板共振吸声结构。

　　最终，成品内部拥有大、中、小、微四级孔径，孔孔相通。打个形象比方：大孔像宽敞大厅，中孔如同连通的走廊，小孔、微孔就是无数细小房间。噪声一旦闯进去，就在复杂孔道内不断摩擦碰撞，声能转化为热能被消耗衰减。

　　工艺原理听着简单，但每一步参数都容不得半点差错。原料配方、烧结温度、造孔方式、烧制时长，任意一项偏差，都会改变孔道状态。孔洞过多，材料强度不足容易碎裂;孔洞太少，又会直接丧失吸声能力。团队前后历时 8 年，完成实验室试制、小规模中试，攻克工业化生产关键难题，自主研发配套生产设备，建立完整工艺标准规范。目前，该技术被授予 2 项国家发明专利、1 项实用新型专利，团队同时通过 PCT 途径拿到美国知识产权局授权。

声音入“迷宫”

　　“声音进了孔，就像人进了迷宫，转来转去出不来。” 张锁贵用一句通俗比喻解释材料的吸声机理。

　　当外界声波撞击板材，钻进表面密密麻麻的微孔之后，会在蜿蜒交错的孔道内壁反复摩擦、碰撞，声能不断转化为热能耗散消散。多级孔径相互配合，大、中、小、微孔洞各司其职，不同频率的噪声都可以匹配到相应的 “声音陷阱”，尤其是低频噪声的吸收效果，优于市面上多数传统降噪建材。

　　检测数据显示，材料气孔率≥81%，气孔连通率≥90%。气孔率高代表内部空腔充足;连通率高，代表孔洞不是一个个互相隔绝的死洞，而是彼此贯通，这样，声音才能够深入材料内部被充分消耗。

　　板材同时采用致密陶瓷骨架搭配柔性阻尼层的复合设计，构建 “质量‑弹簧‑质量” 系统。可以将这套结构想象成一张蹦床：声波击打过来，能量被弹性与阻尼结构消耗，阻拦声波向外穿透，做到兼顾吸声与隔声。

从隧道到城市

　　再好的实验室数据，都要经过真实工程的检验。2024 年 9 月，山西省阳泉市南外环一号隧道启动多功能生态陶瓷吸声板交通隧道示范工程，这是该材料第一次实景落地应用。

　　这条隧道已经运行二十余年，日常车流量巨大。混凝土的硬质侧墙和顶棚，会不断反射车辆噪音，噪声来回叠加，隧道内混响严重。过往驾驶员普遍反映隧道里噪声刺耳，隧道广播听不清楚;一旦发生火灾、交通事故，应急疏散指令无法清晰传递，暗藏安全风险。

　　此次项目施工效率很高，工作人员仅用不到一周，就在 145 米隧道侧墙上完成 1450 平方米多孔陶瓷吸声板的铺设改造。东南大学出具的声学检测报告显示：改造之后，隧道中频混响时间从 6 秒骤降到 1.1 秒，接近普通室内房间声学条件，语音清晰度实现质的飞跃。“以前过这条隧道，噪声刺耳。改造后，噪声没了，隧道广播也听得清。” 当地司机的亲身感受，是对改造效果最生动的评价。经过整整半年寒冬观测，即便北方低温严寒环境，产品性能依旧稳定，充分证明材料强大耐候性，能够适配隧道复杂工况。

　　在隧道的成功应用，只是一个起点。放眼未来，它的应用边界远不止公路隧道。建筑外墙、地铁、机场、工厂车间、音乐厅、洁净空间，都可以见到它的身影。目前，企业已经和济南凤凰黄河大桥南延工程声屏障项目达成合作意向，预计供货约 10 万平方米。

　　“我希望用科技更好地服务美丽中国建设，也欢迎更多青少年关注材料科学，也许下一块改变世界的‘石头’，就藏在你们的实验课上。”张锁贵说。

　　(任皓羽)

　　近日，2026中国(太原)国际能源产业博览会在山西省太原市举办，一大批绿色低碳前沿科技集中亮相。展会上，一块可以会长草的多孔生态陶瓷，吸引了众多参会者驻足围观。记者采访了山西天合新材料科技有限公司董事长张锁贵，揭开这款变工业废渣为降噪利器的新奇材料背后的奥秘。

会“呼吸”的陶瓷

　　提起陶瓷，人们脑海中浮现的往往是其致密光滑的外表，但开孔生态陶瓷作为一块“会呼吸的石头”，结构则完全不同。

　　“普通瓷砖密不透风，而生态陶瓷内部有大量相互连通的孔洞，空气能进去，水能渗下去，声音也能钻进去。”张锁贵介绍道。这种材料以煤矸石、粉煤灰、工业废渣等固体废弃物为主要原料，固废掺入量可达40%‑60%，兼具陶瓷的高强度优势和多孔材料的特殊功能。肉眼看是平整板材，放大之后，内部结构如同蜂窝，又似海绵，孔孔互通。

　　所谓“会呼吸”，奥秘就藏在生态陶瓷密密麻麻的开口气孔里。空气和水汽可以自由进出孔道：下雨时能够快速透水;天气干燥时，又能释放储存的水分，调节周边湿度。把它铺在建筑外墙上，就如同给城市建筑披上一层能够调节小气候的“皮肤”。展会上，这种陶瓷可以长草，正是得益于其孔隙结构能够留存水分养分，供植物扎根生长。

　　如今，噪声污染已成为继大气污染、水污染之后的第三大环境公害，隧道、地铁、城市声屏障等场景广泛使用的传统降噪材料存在一定短板。“传统隧道吸声材料如玻璃棉等纤维材料，易吸潮发霉、粉化脱落;泡沫铝等金属材料造价高，不适合大规模推广。急需一种既耐久又环保的新型吸声材料。”张锁贵一语道出行业发展面临的现实瓶颈。

　　而这款生态陶瓷同时具备吸声降噪、吸光、吸波、节能和“会呼吸”的生态功能。从环保角度看，它“吃”下大量工业废渣，生产制备全程没有有害物质排放，产品报废后还能够循环再利用。把曾经堆存成患的工业固废转化为新材料，既化解了固废堆放带来的环境压力，又压低了原料生产成本，高度契合低碳发展方向。

废渣变陶瓷

　　煤矸石、粉煤灰、工业废渣，过去是资源型地区十分头疼的环境包袱，大量堆存占用土地，刮风就扬起漫天粉尘。但在研发团队眼中，这些固废是待挖掘的宝藏。“煤矸石中含有硅、铝、钙、镁、铁的氧化物，这些恰恰也是火山岩的主要化学成分。” 张锁贵解释。

　　整个项目的研发灵感，正是来自火山岩。天然火山岩布满蜂窝状互相贯通的气孔，天生具备吸声降噪、吸附尘埃的特性。团队萌生大胆设想：能不能把火山岩这份天然本领，“移植” 到人工制造的新型建筑材料当中?

　　从 2017 年起，企业携手景德镇陶瓷大学、东南大学等高校专家开启联合攻关，前后历经数千次试验，终于摸索出利用工业废渣制备多孔生态陶瓷的完整工艺。

　　想要做出理想的性能，核心难点在于造孔。张锁贵介绍，团队创新使用钉板打孔机、造孔剂、发泡剂三种成孔手段：钉板打孔机打造管状气孔;造孔剂、发泡剂生成多点开口球形气孔和闭口球形气孔。三类孔结构一一对应穿孔板吸声结构、微穿孔共振吸声结构、薄板共振吸声结构。

　　最终，成品内部拥有大、中、小、微四级孔径，孔孔相通。打个形象比方：大孔像宽敞大厅，中孔如同连通的走廊，小孔、微孔就是无数细小房间。噪声一旦闯进去，就在复杂孔道内不断摩擦碰撞，声能转化为热能被消耗衰减。

　　工艺原理听着简单，但每一步参数都容不得半点差错。原料配方、烧结温度、造孔方式、烧制时长，任意一项偏差，都会改变孔道状态。孔洞过多，材料强度不足容易碎裂;孔洞太少，又会直接丧失吸声能力。团队前后历时 8 年，完成实验室试制、小规模中试，攻克工业化生产关键难题，自主研发配套生产设备，建立完整工艺标准规范。目前，该技术被授予 2 项国家发明专利、1 项实用新型专利，团队同时通过 PCT 途径拿到美国知识产权局授权。

声音入“迷宫”

　　“声音进了孔，就像人进了迷宫，转来转去出不来。” 张锁贵用一句通俗比喻解释材料的吸声机理。

　　当外界声波撞击板材，钻进表面密密麻麻的微孔之后，会在蜿蜒交错的孔道内壁反复摩擦、碰撞，声能不断转化为热能耗散消散。多级孔径相互配合，大、中、小、微孔洞各司其职，不同频率的噪声都可以匹配到相应的 “声音陷阱”，尤其是低频噪声的吸收效果，优于市面上多数传统降噪建材。

　　检测数据显示，材料气孔率≥81%，气孔连通率≥90%。气孔率高代表内部空腔充足;连通率高，代表孔洞不是一个个互相隔绝的死洞，而是彼此贯通，这样，声音才能够深入材料内部被充分消耗。

　　板材同时采用致密陶瓷骨架搭配柔性阻尼层的复合设计，构建 “质量‑弹簧‑质量” 系统。可以将这套结构想象成一张蹦床：声波击打过来，能量被弹性与阻尼结构消耗，阻拦声波向外穿透，做到兼顾吸声与隔声。

从隧道到城市

　　再好的实验室数据，都要经过真实工程的检验。2024 年 9 月，山西省阳泉市南外环一号隧道启动多功能生态陶瓷吸声板交通隧道示范工程，这是该材料第一次实景落地应用。

　　这条隧道已经运行二十余年，日常车流量巨大。混凝土的硬质侧墙和顶棚，会不断反射车辆噪音，噪声来回叠加，隧道内混响严重。过往驾驶员普遍反映隧道里噪声刺耳，隧道广播听不清楚;一旦发生火灾、交通事故，应急疏散指令无法清晰传递，暗藏安全风险。

　　此次项目施工效率很高，工作人员仅用不到一周，就在 145 米隧道侧墙上完成 1450 平方米多孔陶瓷吸声板的铺设改造。东南大学出具的声学检测报告显示：改造之后，隧道中频混响时间从 6 秒骤降到 1.1 秒，接近普通室内房间声学条件，语音清晰度实现质的飞跃。“以前过这条隧道，噪声刺耳。改造后，噪声没了，隧道广播也听得清。” 当地司机的亲身感受，是对改造效果最生动的评价。经过整整半年寒冬观测，即便北方低温严寒环境，产品性能依旧稳定，充分证明材料强大耐候性，能够适配隧道复杂工况。

　　在隧道的成功应用，只是一个起点。放眼未来，它的应用边界远不止公路隧道。建筑外墙、地铁、机场、工厂车间、音乐厅、洁净空间，都可以见到它的身影。目前，企业已经和济南凤凰黄河大桥南延工程声屏障项目达成合作意向，预计供货约 10 万平方米。

　　“我希望用科技更好地服务美丽中国建设，也欢迎更多青少年关注材料科学，也许下一块改变世界的‘石头’，就藏在你们的实验课上。”张锁贵说。

　　(任皓羽)