多孔泡沫材料的声吸收特性
聚氨酯泡沫板的吸声特性及其应用_钟祥璋
1.00
0.80
吸声系数α
0.60
0.40
0.20
0.00 63 125 250 500 1000 2000 4000 f /Hz
0 mm 150 mm
50 mm 200 mm
100 mm
图2 10 mm厚聚氨酯泡沫板不同空腔的吸声频率特性
1.40
1.20
1.00
吸声系数α
0.80
0.60
0.40
0.20
性能名称 表观密度
单位 kg/m3
实测值 26
拉伸力
kPa
117
延伸率
%
150
撕裂强度
N/cm
3.88
特性粘度
S
1
聚氨酯泡沫塑料胶粘剂剥离强度 N/25 mm
0.49
粘结强度
N/25 mm 材料拉破
自燃性
min
7
降噪系数，贴实
NRC
厚度 25 mm 0.75 50 mm 0.95
3 吸声性能
聚氨酯泡沫吸声材料是一种多孔性吸声材料，其 吸声特性与纤维性多孔材料类似，中高频的吸声系数 很高，低频吸声系数很低，低频的吸声效果与板材厚 度和后背空腔的深度有关。 3.1 厚度对吸声的影响
0.00 63 125 250 500 1000 2000 4000
f /Hz
0 mm 150 mm
50 mm 200 mm
100 mm
图3 50 mm厚聚氨酯泡沫板不同空腔的吸声频率特性 高。 3.3 聚氨酯泡沫板与玻纤板吸声特性比较
玻纤板是声学工程中广泛使用的一种强吸声材 料， 密度 32 kg/m3 玻纤板与密度 25 kg/m3 聚氨酯泡沫 板，两者厚度相同，均为 50 mm，贴实安装时实测的 吸声系数见表 5，其吸声频率特性如图 4 所示。图示 曲线表明，聚氨酯泡沫板的吸声特性优于玻纤板，前
多孔泡沫吸声材料的研究
多孔泡沫吸声材料的研究多孔泡沫吸声材料除了按泡沫孔的形式分为开孔型和闭孔型两种之外, 还可以依据材料的物理和化学性质的不同分为:泡沫金属、泡沫塑料、泡沫玻璃、聚合物基复合泡沫等吸声材料［17〜19 ］。
3. 1 泡沫金属吸声材料泡沫金属是一种新型多孔材料, 经过发泡处理在其内部形成大量的气泡, 这些气泡分布在连续的金属相中构成孔隙结构, 使泡沫金属把连续相金属的特性如强度大、导热性好、耐高温等与分散相气孔的特性如阻尼性、隔离性、绝缘性、消声减震性等有机结合在一起;同时,泡沫金属还具有良好的电磁屏蔽性和抗腐蚀性能。
泡沫金属的研究最早始于上个世纪40 年代末期,起初由于制作工艺的限制,制约了它的发展。
我国对泡沫金属的研制始于80 年代。
目前泡沫金属研究得到很大发展,已经涉及到的金属包括Al 、Ni 、Cu、Mg 等, 其中研究最多的是泡沫铝及其合金。
3. 1. 1 泡沫金属的制备工艺泡沫金属的制备方法有多种,大体上可分为直接法(发泡法) 和间接法两种。
所谓直接法, 就是利用发泡剂直接在熔融金属中发泡或者利用化学反应产生大量气体在制品凝固时减压发泡。
间接法是以高分子发泡材料为基材, 采用沉积法或喷溅法使之金属化, 然后加热脱出基材并烧结。
除以上方法外,制备泡沫金属的方法还有渗流铸造法、粉末冶金法、电沉积法等。
下面以泡沫铝为例, 介绍三种典型的制备工艺: 加拿大Cymat 铝业公司用Alcan 工艺制备泡沫铝, 如图 2 所示。
把空气通入熔融金属中, 搅拌使气泡均匀化, 气泡的大小可以通过改变气流速度、喷嘴的数量和尺寸、叶轮的旋转速度来控制。
金属发泡后被输送到传送带上冷却固化, 经切割得到所需要的产品。
熔融金属中需要加入细小的陶瓷颗粒增加其粘度, 以保证空气在金属内部发泡而不逃逸。
Alcan泡沫铝的气孔直径为3〜25mm，孔隙率为80 %〜98 %。
(a)空气，(b) 回转炉，(c) 叶轮，(d) 气泡,(e)熔融铝, (f) 隔板, (g) 固化的泡沫铝, (h) 传送带图 2 制备泡沫铝的Alcan 工艺示意图日本ShinkoWire 公司生产Alporas泡沫铝的过程大体为：首先把Ca( w = 1. 5 %)加入680 C下的熔融铝中，在此温度下Ca被氧化成颗粒状的CaO和CaAI2O4 ,它们分散到熔融金属中，可以增加金属的粘度和气泡的稳定性。
多孔吸声材料的吸声原理及其分类
多孔吸声材料的吸声原理及其分类细孔共振是指当声波经过材料的孔隙时，会与孔隙之间的空气发生共振，产生摩擦阻尼和声能的转化。
这种共振现象能够有效地减弱声波的强度，达到吸声的效果。
细孔共振的吸声效果主要取决于孔隙的形状、大小和孔隙密度。
多次反射是指声波在材料内部的多个界面上反射多次，通过多次反射来达到吸声的效果。
当声波经过多次反射后，其能量会逐渐耗散和转化为热能，从而减弱声波的强度。
多次反射的吸声效果主要取决于材料的厚度和界面的形状。
根据多孔材料的吸声原理和结构特点，可以将多孔吸声材料分为以下几类：1.随机纤维状吸声材料：这类材料主要由纤维状的孔隙构成，例如纤维素纤维板和无纺布。
纤维状孔隙能够形成多次反射，吸收声波的能量。
2.泡沫吸声材料：这类材料主要由开放孔隙和半开放孔隙构成，例如泡沫塑料和多孔金属。
开放孔隙和半开放孔隙能够形成细孔共振，在各个频率范围内都有较好的吸声效果。
3.网状吸声材料：这类材料主要由网状结构和开放孔隙构成，例如玻璃纤维网和金属网。
网状结构能够形成多次反射，提高吸声效果。
4.颗粒吸声材料：这类材料主要由颗粒状孔隙构成，例如聚苯颗粒和矿物棉。
颗粒状孔隙能够形成多次反射，吸收声波的能量。
除了以上分类，还有一些复合结构的多孔吸声材料，例如细孔泡沫吸声材料和多孔复合材料。
这些材料通过不同结构的组合，能够在不同频率范围内实现更好的吸声效果。
总之，多孔吸声材料通过细孔共振和多次反射来吸收声波的能量，达到降低噪音和提高声学环境的效果。
根据材料的结构和吸声原理的不同，多孔吸声材料可以分为多种类型，每种类型都有其适用的场景和吸声效果。
多孔材料的吸声原理以及影响吸声系数的因素
多孔吸声材料多孔吸声材料是普遍应用的吸声材料，其中包括各种纤维材料：超细玻璃棉、离心玻璃棉、岩棉、矿棉等无机纤维，棉、毛、麻、棕丝、草质或木质纤维等有机纤维。
纤维材料很少直接以松散状使用，通常用胶黏剂制成毡片或板材，如玻璃棉毡（板）、岩棉板、矿棉板、木丝板、软质纤维板凳。
微孔吸声砖等也属于多孔吸声材料。
泡沫塑料，如果其中的空隙相互连通并通向外表，可作为多孔吸声材料。
一、多孔材料的吸声机理多孔吸声材料具有良好吸声性能的而原因，不是因为表面的粗糙，而是因为多孔材料具有大量内外两桶的微小空隙和空洞。
图12-1（a）表示了粗糙表面和多孔材料的差别。
那种认为粗糙墙面（如拉毛水泥）吸声好的概念是错误的。
当声波入射到多孔材料上，声波能顺着微孔进入材料的内部，引起空隙中空气的振动。
由于空气的黏滞阻力、空气与孔壁的抹茶和热传导作用等，使相当一部分声能转化为热能而被损耗。
因此，只有孔洞对外开口，孔洞之间互相连通，且孔洞深入材料内部，才可以有效地吸收声能。
这一点与某些隔热保温材料的要求不同。
如聚苯和部分聚氯乙烯泡沫塑料以及加气混凝土等材料，内部也有大量气孔，但大部分单个闭合，互补连通（见图12-1b），他们可以作为隔热温饱材料，但吸声小郭却不好。
二、影响多孔材料吸声系数的因素多孔材料一般对中高频声波具有良好的吸声。
影响和控制多孔材料吸声特性的因素，主要是材料的孔隙率、结构因子和空气流阻。
孔隙率是指材料中连通的空隙体积和材料总体积之比。
结构因子是有多孔材料结构特性所决定的物理量。
空气流阻反应了空气通过多孔材料阻力的大小。
三则中以空气阻留最为重要，它定义为：当稳定气流通过多孔材料时，材料两面的静压差和气流线速度之比。
单位厚度材料的流阻，称为“比流阻”。
当材料厚度不大时，比流阻越大，说明空气穿透两就小，牺牲性能就下降，但比流阻大小，声能因摩擦力、黏滞力而损耗的效率就低，吸声性能就会下降。
所以，多孔材料存在最佳流阻。
当材料厚度充分大，比流阻小，则吸声就打。
吸声泡沫玻璃的材料特性及其吸声性能的提高
极 端 潮 湿 的环 境 条 件 下 使 用 ，但 其 吸声 性 能 远 不 及 聚
氨酯泡 沫塑料 和玻纤 吸声 板嘲 因此 ， 善和 提高泡沫 ， 改
玻璃 的吸声性能对其在工程 中的应用至关重要 。
泡 沫 玻 璃 材 料 的 吸声 作 用 是 因为 内部 具 有 大 量 分
不 同 ， 可 分 为 闭 孔 型 泡 沫 材 料 和 开 孔 型 泡 沫材 料 。 又 所 谓 闭 孔 型 泡 沫 材 料 是 指 材 料 内 的 泡 孔 被 泡 孔 壁 完 全 封
ｆｏ ｂ ｋ ｅ ｉ ｕ ａ ｅ， ａ ｄ ｍ ｏｓｕｒ ｏ ｄ ａ ｏ ｂｉ ｃ ｏ ｄ ｎ ｏ ｔ ｅ ｓ ｕ ｄ ｂｓ ｒ ｉ ｇ ｃ ｅｆｃｉｎ ｓ ｍｅａ ｕ ｅ ａｅ ｒ ｍ ａｃ ｒ ｇｄ ｓ ｒ ｃ ｎ ｉｔ ｅ ｏｎ ｓ ｕｎ ｂｓ ｒ ｎｇ ａ ｃ ｒ ｉ ｇ ｔ ｈ ｏ ｎ ａ ｏ ｂ ｎ ｏ ｆｉ ｅ ｔ ｆ ｓｒｄ ｒ
泡孔 未 被 泡 孔 壁 完 全 封 闭 ，泡 沫 内 孔 壁 存 在 一 些 裂 缝 及 小 孔 ， 泡 孔 之 间相 互 连 通 。 使 闭孔 泡 沫 材 料 属 于 隔 热
闭 ， 此 泡 沫 之 间 是 互 不 相 通 的 ； 开 孑 型 泡 沫 材 料 的 因 而 Ｌ
布均匀 、相互连通并直 通表面 的小气孔 ，气孔率约为
８％～ ０ ， 径 大 小 一 般 为 ０１ ５ ｍ， 有 小 到 微 米 ０ ９％ 孔 ． ．ｍ 也 ～０
级的。 因此 当声波入射 到材料表面时 ， 激发４ ： 内的空 ￣Ｌ ｆ
【 ｙ ｗ ｒ ｓ ｏｍ ｌｓ；ｍａ ｒ ｌ ｈｒｃ ｒ；ｓｕ ｄ ａ ｓｒｔ ｎ Ｋｅ ｏ ｄ 】ｆａ ｇａｓ ｔ ｉ ａａｔ ｅａｃ ｅ ｓ ｏ ｎ ｂｏ ｉ ｐ ｏ
多孔吸声材料吸声原理
多孔吸声材料吸声原理
多孔吸声材料是一种常用的吸声材料，它能够有效地吸收空气中的声波能量并将其转化为热能。
其吸声原理具体如下：
1. 散射：多孔吸声材料的表面存在许多不规则的孔洞和凸起，当声波撞击到这些不规则表面时，会产生散射作用。
这种散射作用会将声波能量分散到不同的方向上，从而减少声波的反射。
2. 吸收：多孔吸声材料的孔洞和孔壁会引起声波的多次反射和折射，使声波在材料内部进行多次传播和耗散。
由于孔洞和孔壁形成的复杂声波路径，声波能量会逐渐转化为热能，从而减少声波的反射和传导。
3. 摩擦：当声波通过多孔吸声材料时，声波会与孔洞壁面以及材料内的空气分子发生摩擦。
这种摩擦会将声波能量转化为微弱的热能，从而降低声波的强度和传播距离。
综上所述，多孔吸声材料通过散射、吸收和摩擦等机制，能够有效地吸收声波能量，达到降低噪声和改善声学环境的目的。
多孔吸声材料
多孔吸声材料
多孔吸声材料是一种能够有效吸收环境中噪音的材料，广泛应用于建筑、汽车、航空航天等领域。
它具有优良的吸声性能，能够有效减少噪音对人体的影响，提高环境的舒适度。
本文将介绍多孔吸声材料的原理、特点、应用领域以及未来发展方向。
多孔吸声材料的原理是利用材料内部的孔隙结构和材料本身的阻尼特性，将噪
音能量转化为热能而达到吸声的效果。
这种材料通常由多孔隙材料和阻尼材料组成，多孔隙材料用于吸收高频噪音，而阻尼材料用于吸收低频噪音。
通过合理设计材料的孔隙结构和厚度，可以实现对不同频率噪音的有效吸收。
多孔吸声材料具有吸声效果好、重量轻、易加工成型、耐高温、耐腐蚀等特点。
它可以有效减少建筑内部和车辆内部的噪音，提高人们的工作和生活质量。
在建筑领域，多孔吸声材料被广泛应用于各类办公室、会议室、影音室等需要降噪处理的场所；在汽车领域，多孔吸声材料被应用于汽车内饰、发动机舱、车身板等部位，有效降低了汽车的噪音水平。
未来，随着人们对环境噪音的重视和对舒适性要求的提高，多孔吸声材料将会
得到更广泛的应用。
同时，随着科技的发展，新型多孔吸声材料的研发也将成为一个热点。
人们将继续探索材料的微观结构和声学特性，以提高多孔吸声材料的吸声性能和耐久性，满足不同领域对噪音控制的需求。
总的来说，多孔吸声材料是一种具有广泛应用前景的材料，它在降噪领域发挥
着重要作用。
随着技术的不断进步和应用需求的不断增加，相信多孔吸声材料将会得到更好的发展，并为人们的生活和工作环境带来更多的舒适和便利。
聚氨酯泡沫材料吸声频率特性研究
铝纤维棍 上海众汇泡沫铝材有 限公司， 厚度为 ２ ｒ 哪
Ｐ 革：北京柯来斯皮合成革有限公司，厚度 ０ ７ｍ ｕ ．ｍ；
装饰布：北京二元锦装饰布有 限公司，厚度 ０ ５ｍ ．ｍ ； （ ２）利用共振吸 声原理来组装聚氨 酯泡沫芯吸声结构可 穿孔 板 ：北京 腾 飞筛 板制 品厂 ，厚 度 为 ２ｍ ｍ ，穿孔 率 有效地调节材料的吸声频 率特性 ；（ 在聚氨酯泡 沫芯 为 １ ； ３） ％ 吸 声结构 中，将泡 沫芯做成狭缝结构和 尖劈结构 ，还可 吸声棉：韩 国南洋Ｎ Ｖ Ｔ Ｃ 株式会社 ， Ｏ ＩＥ Ｈ 厚度为２ ｒ 。 ０ｍ ａ 进 一步拓展 其吸 声频 率特性 。 ２ ：计孔 率 测 定 关键词 ： 聚氨酯 ，泡 沫 ，吸 声材料 ，吸 声结构 采用美国麦克仪器公司 １４ 型全 自动真空度分析仪 ３０
可达到 ０ ５ ，第一共振频率 （ ）为 ６ ０ ｚ ．１ ｆＴ ３Ｈ ，相应的共 构和空间吸声体结构 。在实 际使用 中，如车辆 、船舶等 振吸声系数 （ Ｑ Ｔ）为 ０８ 。 ．８
许多场合 ，Ｐ ｕ泡沫是直接贴合在钢板面上 ，如果在外表 聚氨酯泡沫吸声材料在实际使用 时， 一般都要外加护 面选择安装合适 面材，就可形成薄膜薄板共振吸声结构、 面材料或装饰面材 。如何保持功能性 与装饰性 的和谐 统 （ ）穿孔 板共振吸声结构 。另一方面 ，也可利用钢板 、 微
维普资讯
Ｐ Ｕ技术
聚 氨 酯 泡 沫 材 料
吸声 频 率特 性 研 究
◆ 周 成 飞 郭 建梅 翟 彤 曹 巍 北 京 市 射 线 应 用 研 究 中 心 ， ０ １ １ ０ ０ ２
Ｂ Ｐ 一 Ａ， 自制的阻燃聚 氨酯吸声材 料，密度为 Ｆ Ｕ ９ 身性质有 关，还 与吸 声结构 和 实际使 用安装状 态有 关。 ５ ｋ ／ 。 ０ ｇ ｍ。 本研 究主要研讨 了研 制聚氨 酯泡沫及其吸 声结构板材 的 （） 他 配 合材 料 ： ２其
多孔材料的吸声原理以及影响吸声系数的因素
多孔吸声材料多孔吸声材料是普遍应用的吸声材料，其中包括各种纤维材料：超细玻璃棉、离心玻璃棉、岩棉、矿棉等无机纤维，棉、毛、麻、棕丝、草质或木质纤维等有机纤维。
纤维材料很少直接以松散状使用，通常用胶黏剂制成毡片或板材，如玻璃棉毡（板）、岩棉板、矿棉板、木丝板、软质纤维板凳。
微孔吸声砖等也属于多孔吸声材料。
泡沫塑料，如果其中的空隙相互连通并通向外表，可作为多孔吸声材料。
一、多孔材料的吸声机理多孔吸声材料具有良好吸声性能的而原因，不是因为表面的粗糙，而是因为多孔材料具有大量内外两桶的微小空隙和空洞。
图12-1（a）表示了粗糙表面和多孔材料的差别。
那种认为粗糙墙面（如拉毛水泥）吸声好的概念是错误的。
当声波入射到多孔材料上，声波能顺着微孔进入材料的内部，引起空隙中空气的振动。
由于空气的黏滞阻力、空气与孔壁的抹茶和热传导作用等，使相当一部分声能转化为热能而被损耗。
因此，只有孔洞对外开口，孔洞之间互相连通，且孔洞深入材料内部，才可以有效地吸收声能。
这一点与某些隔热保温材料的要求不同。
如聚苯和部分聚氯乙烯泡沫塑料以及加气混凝土等材料，内部也有大量气孔，但大部分单个闭合，互补连通（见图12-1b），他们可以作为隔热温饱材料，但吸声小郭却不好。
二、影响多孔材料吸声系数的因素多孔材料一般对中高频声波具有良好的吸声。
影响和控制多孔材料吸声特性的因素，主要是材料的孔隙率、结构因子和空气流阻。
孔隙率是指材料中连通的空隙体积和材料总体积之比。
结构因子是有多孔材料结构特性所决定的物理量。
空气流阻反应了空气通过多孔材料阻力的大小。
三则中以空气阻留最为重要，它定义为：当稳定气流通过多孔材料时，材料两面的静压差和气流线速度之比。
单位厚度材料的流阻，称为“比流阻”。
当材料厚度不大时，比流阻越大，说明空气穿透两就小，牺牲性能就下降，但比流阻大小，声能因摩擦力、黏滞力而损耗的效率就低，吸声性能就会下降。
所以，多孔材料存在最佳流阻。
当材料厚度充分大，比流阻小，则吸声就打。
建筑技术概论-多空吸声材料
（三）材料厚度 同一种材料，随着厚度的增加，中，低频范围的吸声系数会有 所增加，并且吸声材料的有效频率范围也会扩大。在设计上，通 常按照中，低频范围所需要的吸声系数值选择材料的厚度。
（四）材料表观密度（容重） 同一种材料，厚度不变，容重改变时，吸声特性也会发生变 化。
（五）材料背后空气层 对于厚度，表观密度一定的多孔材料，当其与坚实壁面之间 留有空气层时，吸声特性会有所改变。由下图可以看出，由于背 后增加了空气层，在很宽的频率范围，使得同一种多孔材料的吸 声系数增加。
（六）饰面的影响 为了尽可能的保持原来的吸声特性，饰面应具有良好的透气性。例 如可以使用金属网，塑料窗纱，透气性好的纺织品等，也可以使用厚度 小于0.05mm的塑料薄膜，穿孔薄膜和穿孔率在20%以上的薄穿孔板等。 使用穿孔板面层，低频吸声系数将有所提高，使用薄膜面层，中频吸声 系数将有所提高。
（七）声波的频率和入射条件 多孔材料的吸声系数随入射频率的增大而增大，常用的厚度大 致为5cm成型多孔材料。 （八）材料吸湿，吸水 多孔材料吸水后，材料的 间隙和小孔中的空气被水分所代替， 使得孔隙率降低，因此会大大改变其吸声性能。
五.影响多孔材料吸声性能的因素 （一）材料中空气的流阻 空气流阻，指空气流稳定的流过材料时，材料两面的静压差和 流速之比，空气粘性越大，材料越厚，越密实，流阻就越大，材料 透气性越低。如果流阻过大，则克服摩擦力，粘滞阻力从而使声能 转化为热能的效率就很低。多孔材料存在最佳的空气流阻。 （二）空隙率 指材料中的空隙体积和材料总体积之比。一般多孔材料空隙率在 70%以上。
第二章吸声材料与 吸声结构
多孔吸声材料
一.吸声原理 多孔吸声材料中有许多连通的间隙或气泡，声波入射时，声波产 生的振动引起小孔或间隙的空气运动，由于与孔壁或纤维表面摩擦 和空气的粘滞阻力，一部分声能转变为热能。使声波衰减，其次， 小空中空气和孔壁与纤维之间的热交换引起的热损失，也使声能衰 减。 二.吸声特性 主要，防火性能达到难燃 B1级，同时强度和刚度较高。有一定耐撞击能力。
多孔吸声材料的吸声原理
多孔吸声材料的吸声原理多孔吸声材料的吸声原理，其实说白了，就是让我们身边的噪音不再那么刺耳。
想象一下，某个热闹的地方，旁边的人在大声聊天，音乐响得飞起，感觉像在打仗一样。
这时候，要是有些吸声材料在旁边，就像给耳朵穿上了一层软绵绵的保护罩，噪音就被吸收了，周围环境顿时宁静了不少。
大家可能会问，这些材料究竟是怎么做到的呢？原理并不复杂，多孔的结构就是它们的秘密武器。
就像蜂巢一样，里面有许多小孔洞，这些孔洞就像是吸音的小能手，能够把声波捕捉住，逐渐减弱它们的能量。
声波通过空气传播，撞上这些多孔材料时，就像小鸟撞上了柔软的云朵，瞬间就被吸住了。
那些小孔就像无数的小手，紧紧抓住声波，声波在里面来回折腾，渐渐地失去了力气。
就像我们在游泳池里，水花四溅，但一旦你潜入水下，四周就变得安静无比。
这些吸声材料正是利用了这种道理，把声波的能量消耗掉，让它们无法再继续传播。
咱们日常生活中常见的吸声材料，比如泡沫、岩棉、纤维板等等，都是这种“消音高手”。
而且这些材料的颜色和形状多种多样，既实用又美观，放在家里或办公室里，不仅能改善声环境，还能增添一丝艺术气息。
聊聊这些材料的应用场景。
像电影院、音乐厅、录音棚等等地方，都是大展身手的地方。
在这些场所，音质可谓是至关重要，稍微一点杂音就会影响观众的体验。
这时候，多孔吸声材料就派上了用场。
它们被巧妙地布置在墙壁、天花板，甚至地板上，像是给整个空间披上了一层隐形的保护衣，让每一个音符都能清晰地传到每一个角落。
这不仅提高了声音的质量，还让人们的听觉体验更上一层楼，简直是听觉的盛宴啊！除了专业场所，咱们的家庭环境同样需要这样的“安静守护者”。
你想想，家里小朋友嬉闹、宠物汪汪叫，再加上电视的声音，简直是一个小型的交响乐团。
用上吸声材料之后，整个家都变得温馨了许多。
那些大声的噪音被悄悄地吸走了，家里的气氛变得更和谐，聊天时也能清清楚楚，不再像在打电话时隔着一座山。
如果你是个音乐爱好者，想在家里录音或者练习乐器，这些材料简直就是你的好伙伴。
吸声材料有哪些
吸声材料有哪些吸声材料是一种能够吸收和减少声波反射的材料，广泛应用于建筑、汽车、航空航天等领域。
吸声材料的种类繁多，下面将介绍一些常见的吸声材料及其特点。
首先，最常见的吸声材料之一是吸音棉。
吸音棉是一种多孔材料，具有较好的吸声性能。
它的表面积大，能够有效地吸收声波，减少声音的反射。
吸音棉通常用于室内装饰和隔音处理，如影院、录音棚等场所。
其次，泡沫塑料也是一种常见的吸声材料。
泡沫塑料具有轻质、柔软、易加工的特点，能够有效地吸收声波。
它常被用于汽车、航空航天等领域，用于减少噪音和提高舒适性。
除此之外，玻璃纤维棉也是一种常用的吸声材料。
玻璃纤维棉具有良好的隔热和吸声性能，耐高温、防腐蚀，因此被广泛应用于建筑隔热、隔音处理。
另外，吸声板也是一种常见的吸声材料。
吸声板具有坚固耐用、易安装的特点，能够有效地吸收声波，减少噪音。
它常被用于办公室、会议室等场所，用于改善室内声学环境。
此外，活性炭也是一种常用的吸声材料。
活性炭具有较强的吸附能力，能够吸收空气中的有害气体和异味，起到净化空气的作用。
它常被用于空气净化器、汽车内饰等领域。
最后，吸声涂料也是一种常见的吸声材料。
吸声涂料具有良好的吸声性能，能够有效地减少声波的反射。
它常被用于建筑墙面、天花板等场所，用于改善室内声学环境。
总的来说，吸声材料种类繁多，每种材料都具有不同的特点和适用范围。
在选择吸声材料时，需要根据具体的使用环境和要求来进行选择，以达到最佳的吸声效果。
希望本文介绍的吸声材料能对您有所帮助。
五大类吸声材料及吸声结构简介
五大类吸声材料及吸声结构简介五大类吸声材料及吸声结构简介1、多孔吸声材料（1）多孔吸声材料的类型包括：有机纤维材料、麻棉毛毡、无机纤维材料、玻璃棉、岩棉、矿棉，脲醛泡沫塑料，氨基甲酸脂泡沫塑料等。
聚氯乙烯和聚苯乙烯泡沫塑料不属于多孔材料，用于防震，隔热材料较适宜。
（2）构造特征：材料内部应有大量的微孔和间隙，而且这些微孔应尽可能细小并在材料内部是均匀分布的。
材料内部的微孔应该是互相贯通的，而不是密闭的，单独的气泡和密闭间隙不起吸声作用。
微孔向外敞开，使声波易于进入微孔内。
（3）吸声特性主要是高频，影响吸声性能的因素主要是材料的流阻，孔隙，结构因素、厚度、容重、背后条件的影响。
a.材料厚度的影响任何一种多孔材料的吸声系数，一般随着厚度的增加而提高其低频的吸声效果，而对高频影响不大。
但材料厚度增加到一定程度后，吸声效果的提高就不明显了，所以为了提高材料的吸声性能而无限制地增加厚度是不适宜的。
常用的多孔材料的厚度为: 玻璃棉，矿棉50—150mm毛毡4---5mm泡沫塑料25—50mmb.材料容重的影响改变材料的容重可以间接控制材料内部微空尺寸。
一般来讲，多孔材料容重的适当增加，意味着微孔的减少，能使低频吸声效果有所提高，但高频吸声性能却可能下降。
合理选择吸声材料的容重对求得最佳的吸声效果是十分重要的，容重过大或过小都会对多孔材料的吸声性能产生不利的影响。
c.背后空气层的影响多空材料背后有无空气层，对于吸声特性有重要影响。
大部分纤维板状多孔材料都是周边固定在龙骨上，离墙50—150mm距离安装。
材料空气层的作用相当于增加了材料的厚度，所以它的吸声特性随着空气层厚度增加而提高，当材料离墙面安装的距离(既空气层的厚度)等于1/4波长的奇数倍时，可获得最大的吸声系数；当空气层的厚度等于1/2波长的整数倍时，吸声系数最小。
d.材料表面装饰处理的影响大多数吸声材料在使用时常常需要进行表面装饰处理.常见的方法有：表面钻孔开槽，粉刷油漆，利用织布，穿孔板和塑料薄膜等。
多孔吸声材料的孔隙率
多孔吸声材料的孔隙率是指材料中孔隙的体积与整个材料的体积之比。
孔隙率可以影响材料的吸声性能。
一般来说，孔隙率越高，材料对声波的吸收能力越强。
具体的孔隙率取决于材料的类型和制备方法。
以下是一些常见多孔吸声材料的大致孔隙率范围：
泡沫塑料：孔隙率通常在70%至95%之间，具有较高的吸声性能。
矿棉板：孔隙率一般在70%至90%之间，可以提供良好的吸声效果。
碳纤维材料：孔隙率通常在50%至80%之间，具有优异的吸声性能。
多孔聚合物材料：孔隙率一般在50%至80%之间，可以实现一定程度的吸声效果。
多孔金属材料：孔隙率通常在20%至50%之间，具有较高的吸声性能。
需要注意的是，虽然孔隙率对吸声性能有影响，但其他因素如孔隙结构、孔隙尺寸和材料密度等也会对吸声效果产生影响。
因此，在选择多孔吸声材料时，除了孔隙率，还需要考虑其他相关因素以满足具体的吸声需求。
多孔性吸声材料的研究
多孔吸声材料的吸声原理及其分类
多孔吸声材料的分类 接选材的物理特性和外观主要分为有机纤维材料．无机纤维材料．吸声金属材料和泡沫材料四大类。 a有机纤维材料
早期使用的吸声材料主要为植物纤维制品．如棉麻纤维、毛毡、甘蔗纤维扳、木质纤维板、水泥木丝板以及稻草扳等有机天然纤维材料 有机台成纤维材料主要是化学纤维，如晴纶棉、涤纶棉等 这 材料在中，高频范围内具有良好的吸声性能．但防火．防腐、防潮等性能较差。
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泡沫铝的形貌
多孔泡沫吸声材料的研究
泡沫塑料吸声材料
与其它的多孔吸声材料相比，泡沫塑料产品拥有良好的韧性、延展性及耐热性能，同时其吸声性能也很突出，是一种理想的隔热吸声材料 。例如聚氨酯泡沫塑料。
泡沫玻璃吸声材料
泡沫玻璃是以玻璃粉为原料，加入发泡剂及其它外掺剂经高温焙烧而成的轻质块状材料,其孔隙率可达85％ 以上.按照材料内部气孔的形态可分为开孔和闭孔两种,闭孔泡沫玻璃作为隔热保温材料,开孔的作为吸声材料。
b 金属吸声材料 金属吸声材料是一种新型实用工程材料，于七十年代后期出现于发达工业国家 如今比较典型的金属材料是铝纤维吸声板和变截面金属纤维材料其中铝纤维吸声板具有如下特点： (1)超薄轻质，吸声性能优异． (2)强度高，加工及安装方便． (3)耐候、耐高温性能良好． (4)不含有机粘结剂．可回收利用． 铝质纤维材料在国外的使用已很普通．较多使用在音乐厅展览馆教室高架公路底面的吸声材料．高速公路或冷却塔的声屏障．地铁 隧道等地下潮湿环境的吸声材料．
结束语 传统的多孔吸声材料，如有机和无机纤维材料，由于性脆易断，受潮后吸声性能下降严重等原因，适用范围受到很大的限制，因此这种纤维类吸声材料，如果继续走单一材料结构的模式，其发展将会遇到很大的困难。对于吸声金属材料，虽然其性能的确优越，但由于制作成本高，在国内还处于有待进一步发展的地位。多孔吸声材料中只有泡沫类材料的发展处于高速阶段，许多新产品新工艺不断涌现。
多孔吸声材料的吸声原理及其分类
多孔吸声材料的吸声原理及其分类一、多孔材料的吸声原理惠更斯原理:声源的振动引起波动,波动的传播是由于介质中质点间的相互作用。
在连续介质中,任何一点的振动,都将直接引起邻近质点的振动。
声波在空气中的传播满足其原理。
多孔吸声材料具有许多微小的间隙和连续的气泡,因而具有一定的通气性。
当声波入射到多孔材料表面时,主要是两种机理引起声波的衰减:首先是由于声波产生的振动引起小孔或间隙内的空气运动,造成和孔壁的摩擦,紧靠孔壁和纤维表面的空气受孔壁的影响不易动起来,由于摩擦和粘滞力的作用,使相当一部分声能转化为热能,从而使声波衰减,反射声减弱达到吸声的目的;其次,小孔中的空气和孔壁与纤维之间的热交换引起的热损失,也使声能衰减。
另外,高频声波可使空隙间空气质点的振动速度加快,空气与孔壁的热交换也加快。
这就使多孔材料具有良好的高频吸声性能。
二、多孔吸声材料的分类多孔吸声材料按其选材的柔顺程度分为柔顺性和非柔顺性材料,其中柔顺性吸声材料主要是通过骨架内部摩擦、空气摩擦和热交换来达到吸声的效果;非柔顺性材料主要靠空气的粘滞性来达到吸声的功能。
多孔吸声材料按其选材的物理特性和外观主要分为有机纤维材料,无机纤维材料,吸声金属材料和泡沫材料四大类。
1 有机纤维材料早期使用的吸声材料主要为植物纤维制品,如棉麻纤维、毛毡、甘蔗纤维板、木质纤维板、水泥木丝板以及稻草板等有机天然纤维材料。
有机合成纤维材料主要是化学纤维,如晴纶棉、涤纶棉等。
这些材料在中、高频范围内具有良好的吸声性能,但防火、防腐、防潮等性能较差。
除此之外,文献还对纺织类纤维超高频声波的吸声性能进行了研究,证实在超高频声波场中,这种纤维材料基本上没有任何吸声作用。
2 无机纤维材料无机纤维材料不断问世,如玻璃棉、矿渣棉和岩棉等。
这类材料不仅具有良好的吸声性能,而且具有质轻、不燃、不腐、不易老化、价格低廉等特性,从而替代了天然纤维的吸声材料,在声学工程中获得广泛的应用。
但无机纤维吸声材料存在性脆易断、受潮后吸声性能急剧下降、质地松软需外加复杂的保护材料等缺点。
含三聚氰胺多孔材料分层复合介质吸声特性
含三聚氰胺多孔材料分层复合介质吸声特性白聪;沈敏【摘要】三聚氰胺泡沫材料是一种具有高开孔率的多孔材料,具备优良的吸音、防火隔热及环保性能,可以作为吸声材料与弹性板、空腔介质形成复合结构,在建筑、航空、交通工具等工程领域有广泛的应用.该文基于Biot理论和分层介质在交界面处的不同边界条件,建立非均匀复合介质背衬刚性壁面结构的理论声学模型,详细分析了多孔材料布局对复合结构吸声特性的影响.该文理论模型计算的结果与阻抗实验得到的垂直入射吸声系数基本一致,验证了理论模型的正确性.结果表明:在多孔材料前面增加空气层可以改善高频吸声特性;在多孔材料后面增加空气层可以改善复合结构低频吸声特性.通过合理配置多孔材料,可以在应用需求频段上达到满意的吸声效果.【期刊名称】《应用声学》【年(卷),期】2019(038)001【总页数】9页(P76-84)【关键词】分层复合介质;多孔材料;吸声特性;阻抗管;无规入射【作者】白聪;沈敏【作者单位】武汉纺织大学数字化纺织装备湖北省重点实验室武汉 430073;武汉纺织大学数字化纺织装备湖北省重点实验室武汉 430073【正文语种】中文【中图分类】TB535+.10 引言近年来，科研工作者对多孔材料吸声特性进行了大量的研究，多孔材料一般可以充当吸声结构的填充层，实际工程中大都采用多孔材料与其他高分子薄膜、弹性板或者空腔复合，形成分层复合结构，使得声波在复合结构中逐层衰减，可以达到较好的吸声效果，在建筑、航空、交通工具等工程领域有广泛的应用[1]。
相比传统的聚氨酯材料，三聚氰胺泡沫属于高开孔率多孔材料，有着优良的吸音、隔热、防火和环保特性，可作为新一代的声学材料。
研究者开始使用三聚氰胺泡沫与其他弹性板、空腔复合形成复合结构，例如：三聚氰胺泡沫可以和毛毡、纤维、金属箔和塑料薄膜等模压在一起制成轮廓填充部件，作为隔音器、消音器、隔热板等结构的吸声或隔声材料[2−3]，也可作为层压式吸音单元，安装在汽车引擎罩的下方用于空腔填充，或者铺设在车身端壁前以及传输通道内，用于发动机机舱消音。
泡沫吸声的原理
泡沫吸声的原理
泡沫吸声的原理是基于泡沫分子对声波的吸收作用。
当声波进入泡沫时，由于泡沫的阻尼作用，会使声波在泡沫内部产生振动，并将能量转化为热能或其他形式的能量，从而降低声波的强度。
具体来说，泡沫吸声的原理可以分为以下几个步骤：
1.反射和衰减：泡沫具有一定的孔隙率和连通性，当声波进入泡
沫时，会发生反射和衰减。
反射会使声波返回原来的空间区域，
而衰减则会将声波的能量逐渐转化为其他形式的能量，从而降
低声波的强度。
2.阻尼和内耗：泡沫内部存在一定的阻尼和内耗，这是由于泡沫
分子之间的相互作用和摩擦所导致的。
当声波在泡沫内部产生
振动时，阻尼和内耗会吸收声波的能量，并将其转化为热能或
其他形式的能量，进一步降低声波的强度。
3.散射和衍射：当声波的波长与泡沫的孔隙大小相接近时，声波
会发生散射和衍射现象。
散射会使声波在泡沫内部发生无规则
的反射和衰减，而衍射则会使声波绕过泡沫内部的孔隙，从而
进一步降低声波的强度。
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Abstract : To f urt her enhance t he so und abso rptio n of metal foams via co mbining t he high so und absorptio n and good heat co nductivit y of t he cellular foam metal s , t he use and aco ustic modeling of t hese material s are reviewed. The p redictio ns made by t hree visco us model s developed by t he aut hors for t he p ropagatio n of so und t hro ugh open2cell metal foams are co mpared wit h an experi2 ment bot h fo r t he metal foams and fo r t he polymer subst rates used to manufact ure t he foam. All model s are valid in t he limit of low Reynold ’ s number which is valid fo r t he t ypical cell dimen2 sio ns fo und in metal foams p rovided t he amplit ude of t he waves is below 160 dB. The first model co nsider s t he drag experienced by aco ustic waves as t hey p ropagate passing rigid cylinders parallel to t heir axes , t he seco nd co nsiders t he p ropagatio n normal to t heir axes , and t he t hird co nsiders t he p ropagatio n passing t he sp herical joint s. All t hree are co mbined toget her to give a general model of t he aco ustic behavior of t he foams. In particular , t he so und absorptio n is fo und to be significant and well p redicted by t he co mbined model . In additio n , a po st2p rocessing technique is described for t he experiment used to ext ract t he f undamental wave p ropagatio n characteristics of t he material . Keywords : metal foam ; so und absorptio n ; aco ustic modeling ; experiment
图2 圆柱阵列
并有一组周期边界约束的通道中的传播问题 , 周期 边界代表邻近圆柱的交互作用 , 如图 2 中的虚线所 示 . 与此相反 ,传统声学模型 [ 5 ,10Ο14 ,17 ] 以空心圆管来 近似模拟相邻圆柱间的空隙 ,管壁为固体表面 ,忽略 了邻近圆柱的交互作用 . 周期边界的数量是任意的 ( 图 2 中为 6 个) , 可以根据不同的排列方式取不同 的值 . 在圆柱坐标系 ( er , eθ , ez ) 中 , 声波无轴向速度 变化 , 仅依赖于时间 ei ωt , 动量方程为[ 18 ] 2 2 5 uz 52 uz iω 2 r 5p 2 5 uz r + r uz = 2 + r 2 ν μ 5z θ 5r 5r 5
( 1)
第 9 期 Βιβλιοθήκη 卢天健 ,等 : 多孔泡沫材料的声吸收特性
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) 为轴向速度 , ( r ,θ ) 为极坐标 ;ω为角速 式中 : uz ( r ,θ μ 分别为动力黏度和绝对黏度 ; 度 ; p 为压力场 ;ν 、 1/ 2 i = ( - 1) . 上式的通解为 ∞ ω 1/ 2 ω 1/ 2 ) = ∑ Aα Keα uz ( r ,θ r + BαBeα r ・ ν ν α= - ∞ (C αe
( b) 代表性胞元 ( a) 微结构
图1 通孔泡沫材料的微结构和代表性胞元
1 声波沿刚性圆柱束轴线方向传播时
受到的黏滞曳力
首先考虑声波沿平行于圆柱束方向传播的情 况 ,如图 2 所示 . 图 2 中的圆柱束为周期排列 , 排列 方式任意 ,每根圆柱代表金属泡沫胞元的一个杆件 . 杆件的刚度与空气相比为无限大 , 在计算中不计及 因杆件振动引致的能量耗散 . 因这些杆件通常都较 细长 ( 长度是直径的 5 ～ 10 倍以上[ 4 ] ) , 故可以假设 为无限长 . 同时 ,假设胞元杆件为圆柱形 , 其截面在 长度方向不变 . 另外 , 假定圆柱之间的间隙足够小 , 使得每个圆柱的声边界层大到不可忽略不计 . 控制方程 根据文献 [4Ο 17 ] ,可以通过解黏性 Navier2 Sto kes 方程来求得上述模型中因黏性效应导致的 声场衰减 . 这里我们求解声波在由圆柱外表面构成
rr = x2 和 N 的值 . X 2 是频率和圆柱半径的函数 , 而 R1
+ Dαe
θ - iα
1 5p ) ρiω 5 z
( 2)
式中 : Aα 、 Bα 、 C α 和 Dα 是未知常数 ; 函数 Ke Beα 定 α、 义如下 Keα ( x ) = kerα ( x ) + i keiα ( x ) ( 3) Beα ( x ) = berα ( x ) + i beiα ( x ) 其中 ker ( x ) 、 kei ( x ) 、 ber ( x ) 和 bei ( x ) 为 Kelvin ( 或 [ 19Ο 20 ] Tho mso n) 函数 . 边界条件 式 ( 2) 是一个二阶微分方程 , 需要 4 个边 α、 界条件来确定 5 个未知量 Aα 、 Bα 、 C Dα 和α. 为了 能用不同周期边界上的外边界条件来确定分隔 2 个 区域的半径线 ( 见图 2 ) 上的边界条件 , 在此引入一 个新的局部坐标变量 θ n , 定义各区段边界条件中心 处θ n = 0. 根据对称性 , uz 的角度变化不会在各个面的中 心产生剪应力 , 即 θ = 0 在θ ( 4) 5 uz / 5 n = 0 处 对称性同时要求 uz 及其导数必须处处连续 , 因而 uz 及其导数在 θ π/ N ( 5) n = ± 处连续 . 式中 : N 是周期边界数 ( 即多边形的面数 ) . 考虑空气黏性 , 圆柱表面无滑动要求 , 即 ) = 0 在 r = r1 处 ( 6) uz ( r ,θ 式中 : r1 为圆柱半径 . 最后 , 周期表面的边界条件为
10632060) ; 教育部高等学校学科创新引智计划资助项目 (B06024) .
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西 安 交 通 大 学 学 报 第 41 卷
初是为汽车排气系统的催化式排气净化器而开发 的 ,它不仅具有质轻 、 刚度高等特性 , 还具有良好的 声吸收特性及导热性 , 能够通过传热来增强对声波 的吸收 ,从而可以在高温环境下吸收噪声 ( 如用作航 空发动机声衬) . 多孔声吸收材料通常具有细小的内部组织结 构 ,内部胞元的间距极小 ,因此由于空气黏滞效应导 致的曳力很大 . 在许多情况下 ,这种材料的微观组织 结构可视为由近似圆柱状的胞元按照不同的排列方 式构成 . 这种组织结构的黏滞曳力效应是双重的 : 首 先 ,曳力效应降低了声波的传播速度 ; 其次 , 曳力引 致的表面剪切应力产生了声阻尼 , 使声能转换为热 能并通过胞元的金属杆件和节点耗散 . 第一种效应 对于低频声波的吸收是有利的 , 此时要求材料具有 较小的结构尺度 ,但胞元的尺寸也不能过小 ,否则会 影响声波的进入[ 1Ο3 ] . 针对声波在空气中通过任意几何形状的无限长 圆柱束和球状节点点阵的传播 , 本文对以下 3 种情 形进行了声学建模 : ① 声波沿平行于圆柱束方向传 播; ② 声波沿垂直于圆柱束方向传播 ; ③ 声波通过周 期排列的球状节点点阵传播 . 对每种情形在低雷诺 数情况下分别求得理论解 , 重点讨论空气黏度对声 波所受空气曳力的定量影响 , 并通过实验对模型进 行了验证 . 因为仅考虑线性问题 ( 声波幅值低于 160 dB ) ,因此可将不同方式排列的圆柱束通过球状节 点连接并叠加 ,进而获得具有任意周期微组织结构 的泡沫金属的声吸收特性 . 典型的通孔泡沫材料及 其代表性胞元如图 1 所示 .
( 1. 西安交通大学强度与振动教育部重点实验室 , 710049 , 西安 ; 2. 剑桥大学工程系 , CB2 1 PZ , 英国剑桥)
摘要 : 为了结合泡沫金属兼有的高吸声和高热传导两种特性以进一步提高其吸声性能 ,回顾了泡 沫金属材料的应用和声学建模 ; 通过对泡沫金属和用于制造泡沫金属的高分子基体材料的实验 ,比 较了作者提出的声波通过泡沫金属传播的 3 种黏滞模型的预测结果 ,表明所有模型在泡沫金属典 型胞元尺寸所对应的低雷诺数范围内是有效的 ( 假定声波为线性 ,幅值低于 160 dB ) . 第一种模型 考虑了声波沿平行于刚性圆柱束轴线方向传播时所受到的空气曳力 ,第二种模型考虑了声波沿垂 直于刚性圆柱束轴线方向的传播 ,第三种模型考虑了声波通过球形节点的传播 . 结合这 3 种模型 , 提出了一种泡沫金属声学性能的综合模型 ,可以用来预测泡沫金属的声吸收特性 . 此外 ,还介绍了 一种用于泡沫金属材料基本声传播特性实验的后处理技术 . 关键词 : 泡沫金属 ; 声波吸收 ; 声学建模 中图分类号 : T G1461 21 ; T G1321 6 文献标识码 : A 文章编号 : 0253Ο 987X ( 2007 ) 09Ο 1003Ο 09