多孔吸聲材料材料

背景:--隨著現(xiàn)代工業(yè)和交通運輸事業(yè)的發(fā)展,環(huán)境污染也隨著產(chǎn)生,噪聲污染是當(dāng)今世界污染的三大問題之一,噪聲不僅危害人的聽覺系統(tǒng),使人疲倦、耳聾,而且還會加速建筑物和機械結(jié)構(gòu)的老化,影響設(shè)備及儀表的精度和使用壽命。因此吸聲降噪逐漸演變成為一個有關(guān)高科技、環(huán)境以及人類協(xié)調(diào)發(fā)展急需解決的重要課題。生活常識舉例：在冬天，一場大雪過后，人們會感到窗外萬籟俱寂。這是怎么回事？？1背景說明及生活常識舉例當(dāng)前1頁，總共18頁。生活常識舉例：

——原來，剛下過的雪是新鮮蓬松的，它的表面層有許多小氣孔。當(dāng)外界的聲波傳入這些小氣孔時便要發(fā)生反射。由于氣孔往往是內(nèi)部大而口徑小。所以，僅有少部分波的能量能通過出口反射回來，而大部分的能量則被吸收掉了，從而導(dǎo)致自然界聲音的大部分能量均被這個表面層吸收，故出現(xiàn)了萬籟俱寂的場面。根據(jù)疏松多孔的材料對聲音的這種特性，人們制造出了吸聲材料，即多孔吸聲材料。多孔吸聲材料必須具有大量微孔，且微孔必須通到材料制品表面，使空氣能夠自由進入，才能達到吸聲效果。1背景說明及生活常識舉例當(dāng)前2頁，總共18頁。2吸聲材料的分類吸聲機理共振吸聲結(jié)構(gòu)的材料多孔吸聲結(jié)構(gòu)的材料當(dāng)前3頁，總共18頁。2吸聲材料的分類2.1共振吸聲結(jié)構(gòu)材料

——結(jié)構(gòu)特性：為亥姆霍茲共鳴器式結(jié)構(gòu),它是利用入射聲波在結(jié)構(gòu)內(nèi)產(chǎn)生共振,從而使大量能量耗逸。利用了共振原理,因而吸聲的頻帶較窄。2.2多孔吸聲結(jié)構(gòu)材料

——結(jié)構(gòu)特征：材料內(nèi)部具有大量互相連通的微孔或間隙,而且孔隙細小且在材料內(nèi)部均勻分布。

當(dāng)前4頁，總共18頁。2吸聲材料的分類2.2多孔吸聲材料——吸聲機理：當(dāng)聲波入射到材料表面時,一部分在材料表面反射,另一部分則透人到材料內(nèi)部向前傳播,在傳播過程中,引起孔隙中的空氣運動,與形成孔壁的固體孔筋或孔壁發(fā)生摩擦,由于粘滯性和熱傳導(dǎo)效應(yīng),將聲能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮芎纳⒌簟?/p>

——聲波在剛性壁面反射后,經(jīng)過材料回到表面時,一部分聲波透射到空氣中,一部分又反射回材料內(nèi)部,聲波通過這種反復(fù)傳播,使能量不斷轉(zhuǎn)換耗散,如此反復(fù),直到平衡,由此使材料吸收部分聲能。當(dāng)前5頁，總共18頁。2吸聲材料的分類2.2多孔吸聲結(jié)構(gòu)材料

分類泡沫類吸聲材料纖維類吸聲材料當(dāng)前6頁，總共18頁。2吸聲材料的分類2.2多孔吸聲結(jié)構(gòu)材料

纖維類吸聲材料——按其選材的物理特性和外觀主要分為有機纖維吸聲材料、無機纖維吸聲材料、金屬纖維吸聲材料?，F(xiàn)在的研究中,更注重各種纖維材料在實際中的應(yīng)用。當(dāng)前7頁，總共18頁。2吸聲材料的分類2.2多孔吸聲結(jié)構(gòu)材料泡沫吸聲結(jié)構(gòu)材料

分類閉孔泡沫半開孔孔泡沫開孔泡沫當(dāng)前8頁，總共18頁。2吸聲材料的分類泡沫吸聲結(jié)構(gòu)材料

閉孔泡沫材料：閉孔結(jié)構(gòu)的泡沫金屬材料,以閉孔泡沫鋁為代表,閉孔泡沫鋁的吸聲系數(shù)比較低,是由于聲波很難到達孔隙內(nèi)部,與其內(nèi)部相互作用,僅有一些裂縫和微孔,本身并不能作為良好的吸聲材料。

閉孔泡沫鋁宏觀照片Typicalstructureofclosecelledaluminumfoam當(dāng)前9頁，總共18頁。2吸聲材料的分類泡沫吸聲結(jié)構(gòu)材料

半開孔泡沫材料：半開孔泡沫鋁,可以通過高壓滲流制備,在其制備過程中,通過控制制備參數(shù),來達到預(yù)計的孔連接性。半開孔泡沫鋁宏觀照片Typicalstructureofsemiopencelledaluminumfoam當(dāng)前10頁，總共18頁。2吸聲材料的分類泡沫吸聲結(jié)構(gòu)材料

開孔泡沫材料：現(xiàn)在提出了把旋轉(zhuǎn)發(fā)泡法和顆粒浸出法結(jié)合起來的方法,可以通過控制顆粒的形狀尺寸,來控制孔隙率和孔形狀,能夠制得孔隙率為0.9的高孔率材料,由于開孔泡沫材料具有復(fù)雜的渠道結(jié)構(gòu)以及表面粗糙的內(nèi)部空隙,

導(dǎo)致其具有較高流阻,所以開孔泡沫鋁的整體吸聲性能要比閉孔的好的多。開孔泡沫鋁宏觀照片Typicalstructureofopencelledaluminumfoam當(dāng)前11頁，總共18頁。3影響吸聲材料的因素3.1空氣阻流的影響——空氣流阻：定義為材料兩面的靜壓差和氣流線速度之比,它反映了空氣通過多孔材料時材料的透氣性。

流阻越大,材料的透氣性就越小,聲波越不容易深入材料內(nèi)部,吸聲性能會下降;但流阻太小,使聲能轉(zhuǎn)化為熱能的效率又會過低。當(dāng)前12頁，總共18頁。3影響吸聲材料的因素3.2空隙率的影響——孔隙率：定義為材料中孔隙體積和材料總體積的比值?？傮w來說,孔隙率越大,泡沫金屬的吸聲系數(shù)越大。主要是因為孔隙度越大,孔隙的曲折度越大,內(nèi)部通道越復(fù)雜。當(dāng)聲音進入后,發(fā)生漫反射和折射,并且孔隙中的空氣隨之而振動,由于孔隙壁的摩擦以及空氣粘滯阻力等而使得相當(dāng)一部分聲能轉(zhuǎn)化為熱能而被耗散。吸聲系數(shù)與孔隙率的關(guān)系Realtionshipbetweensound-absorptioncoefficientandporsity當(dāng)前13頁，總共18頁。3影響吸聲材料的因素3.3孔徑的影響——孔徑越小,高頻吸聲性能越高,低頻吸聲性能沒有很大變化。吸聲系數(shù)與孔徑的關(guān)系Realtionshipbetweensound-absorptioncoefficientandholesize當(dāng)前14頁，總共18頁。3影響吸聲材料的因素3.4厚度的影響

--多孔材料厚度增大時,各個頻段的吸聲性能都有所增高,這是因為多孔材料厚度增大時,孔隙通道延長,進人孔隙中的聲波經(jīng)多次能量損失之后,才可以穿過多孔材料而到達其另一側(cè)。吸聲系數(shù)與材料厚度的關(guān)系Realtionshipbetweensound-absorptioncoefficientandthickness當(dāng)前15頁，總共18頁。3影響吸聲材料的因素3.5背后空腔的影響

--背后加空腔,可以提高材料的低頻吸聲性能。提高空腔的深度,可以提高吸收峰的寬度和高度,并且使峰值向低頻方向移動。沒有空腔時,耗散機制主要是粘滯和熱損耗,有空腔后,亥姆霍茲共振吸收占主要部分。當(dāng)前16頁，總共18頁。4未來展望及應(yīng)用各類吸聲材料,各具特色和使用價值。多孔吸聲材料已廣泛應(yīng)用于噪聲管理,雖然木質(zhì)纖維板、微穿孔板等也具有較好的降噪功能,但其應(yīng)用范圍經(jīng)常受到強度和剛度不夠高的限制,

多孔金屬降噪材料具有高比強度、高比剛度、耐腐蝕、防火、防潮、無毒、美觀等良好特性。用于大城市高架橋吸聲底襯、高速公路隔聲屏障、隧道壁墻、室