欢迎来到科普小课堂,补充科技能量。今年9月,中国迎来首个“全国科普月”,主题为“科技改变生活 创新赢得未来”。小编推出“材料在身边”系列,让我们一起解锁神奇材料小知识、探索材料的奥秘,发现科学与日常的奇妙连接!
今天要向大家介绍的是一种像海绵一样多孔轻便又耐用的环保材料——发泡陶瓷。
木结构:沿用五千年的多孔建筑材料
从故宫太和殿那巍峨的木构架,到徽派老宅青瓦白墙间的精巧木窗,再到老家祠堂里几十年都稳当承重的木梁——木结构在华夏五千年历史里一直没“退场”,不只是因为它藏着榫卯、斗拱这些非遗技艺,也不只是《木经》《营造法式》把木作技法写得明明白白,更关键的是木材本身的“本事”:它是种天然的多孔材料,内部满是纵向的导管和横向的细胞间隙。这些小孔让木材变“轻”了,比石头、金属轻太多,古代工匠没大型起重机,也能轻松搬木头、搭房子;而且小孔没让木材变“弱”,连贯的木质纤维像天然的“承重骨架”,再配上榫卯扣得紧、斗拱能分压,就算遇到地震,木构架也能稍微变形缓冲,稳稳达到建筑需要的强度。正是这种“多孔材料又轻又保持材料基本性能”的特性,让木结构在古代的施工条件下,既撑起了太和殿这样的大建筑,又能用得久,成了贯穿华夏千年的建筑首选。

无机材料的“安全属性”:陶瓷为何适合贴近生活
生活里,和我们“亲密接触”的材料,比如餐具、洗漱用品,大多是无机材料。什么是无机材料?简单说,就是不从动植物等生物衍生而来的材料,比如石头、金属、陶瓷。它们的核心优势在于物理化学性质稳定——不会像有机材料(比如塑料)那样,长期使用后释放有害物质,也不容易被水、温度变化破坏,更不会滋生细菌。
在无机材料里,陶瓷更是“佼佼者”。我们每天用的陶瓷碗、陶瓷杯,就是最好的例子:它们由黏土等无机矿物高温烧制而成,表面光滑致密,不会吸附油污,用开水烫、用洗洁精洗都不怕,也不会像塑料碗那样遇热变形;就算长期装酸性食物(比如醋、果汁),也不会发生化学反应产生有害物质。
除了餐具,陶瓷还能用于更精细的“人体接触场景”:比如医院里的陶瓷假牙,硬度和质感接近真牙,不会刺激牙龈,也能和人体组织和平共处;还有陶瓷阀芯的水龙头,耐磨、耐腐蚀,长期使用也不会漏水,保障用水安全。这些应用,都离不开陶瓷“稳定、安全、耐用”的特性。
发泡陶瓷:集“传统”与“科技”于一身的身边材料
既然陶瓷安全耐用,多孔材料又具有降低重量(密度)且保持材料基本性能的特性,科学家就想到:能不能把两者结合起来?于是,发泡陶瓷这种“新材料明星”就诞生了——它是一种多孔陶瓷,既将密度(重量)降低为原陶瓷材料的1/7,又继承了陶瓷原有的高强度、防火、防水、耐久、安全等属性。

发泡陶瓷的“诞生过程”很环保:它主要用工业生产剩下的“废料”(比如锂尾矿、粉煤灰等)做原料,加入特殊的“发泡剂”后,经过高温烧结,材料最终会形成无数均匀的独立微气孔结构。
这些微米级的气孔均匀分布在材料中,能显著降低材料密度,改善材料脆性,减少加工强度要求和施工难度,提升施工便捷性;而陶瓷的本质,又让它不怕火(A1级不燃,高温下不燃烧、不冒烟)、不怕冻(冻融循环100次也不开裂)、不怕潮(长期淋雨也不会发霉、几乎不吸水)。

现在,发泡陶瓷早就走进了我们的身边:
• 装饰装修:小区门口的镂空屏风、公园的景观墙、建筑物外立面的装饰雕花、线条等,很多是用发泡陶瓷雕刻而成,轻便易安装,还能做出各种花纹,又不怕风吹日晒;
• 建筑保温:它可以做成保温板,贴在建筑外墙或屋顶,比传统有机保温材料更安全,用几十年都不用换;
• 家庭隔断:家里装修想做轻薄的隔墙,用发泡陶瓷板代替厚重的砖墙,不仅省空间,还能隔音、防火,让居住更安全。
下次路过小区的装饰墙,或者看到新建建筑的保温墙,不妨多留意一下——说不定那就是发泡陶瓷呢!它藏在我们的生活里,既带着传统陶瓷的安全耐用,又有现代科技带来的“轻便”,正一点点让我们的家更安全、社区更漂亮,把生活环境变得越来越舒服、越来越可靠呀!

中材高新作为国内最早研究泡沫陶瓷的单位之一,最终在江西新余落地开花。江西中材新材料有限公司作为中国建材市场协会轻量化构件轮值会长单位,积极围绕中国建材集团“善用资源服务建设”的核心理念,致力于固废综合利用,共建节能低碳生活,践行“材料创造美好世界”的伟大使命,为实现“树立固废高值化利用的标杆,打造发泡陶瓷领军企业”的美好愿景而努力!
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来源 | 中材高新





