03 减振降噪阻尼材料介绍
揭秘隔音“鬼材”——阻尼材料
在汽车行驶的过程中，总有多种噪声存在，它们通过空气传播和结构振动被传递到汽车客舱。
这些噪声大多属于中低频噪声，低频噪声通常超出人的听力范围不易被察觉，对生理的直接影响没有高频噪声明显。
但低频噪声却接近人体器官的共振频率，会对心血管系统、神经系统、消化系统以及代谢功能产生损害，影响健康。
降低结构噪声，可以从阻尼降噪入手。
1阻尼到底为何物？你第一次听到阻尼这个词，是在什么时候？是关于什么？你是不是和很多人一样，第一次接触阻尼，其实是关于耳机，有没有？相信很多耳机控的小盆友都常常听到这样的宣传语：高阻抗、开放式、全尺寸的头戴耳机……高阻耳机阻尼系数高，前端输出压摆相同时负载效率更高，驱动更充分……阻抗大的耳机有一个好处，可以获得更大的阻尼系数。
阻尼系数又是什么呢？可以简单理解为隔震、减震的效果。
一个信号传到时，耳机的振膜立即做出相应的振动，这个信号结束时，振膜应该越快恢复原状越好，否则下一个信号到来时振膜还处在上一个信号的震动状态，声音的细节之处就还原不出来了。
好多时候，不明“阻尼”之就里，只知道阻尼与振动、降噪有关系。
百度给出：阻尼（damping）是指任何振动系统在振动中，由于外界作用或系统本身固有的原因引起的振动幅度逐渐下降的特性，以及此一特性的量化表征。
阻尼的显著作用之一是有助于减少因机械振动产生的声辐射，降低机械性噪声。
许多机械构件，如交通运输工具的壳体、锯片的噪声，主要是由振动引起的，采用阻尼能有效的抑制共振，从而降低噪声。
2什么是阻尼材料？阻尼材料是将固体机械振动能转变为热能而耗散的材料，主要用于抗震和噪声控制。
在汽车领域，常用阻尼减振技术将外加的（高）阻尼材料附着在结构件表面得到复合阻尼，通过耗散结构件的振动能量有效控制其振动水平从而降噪。
加入阻尼材料以后，复合阻尼因子越大、温域（阻尼材料工作温度范围）越宽，减振降噪的效果就越好。
3常用的阻尼材料沥青01沥青阻尼材料广泛应用于钢板、汽车、石膏板、建筑楼板等结构中，是一种传统的阻尼材料，但因其受热极易分解，释放有毒多环芳烃气体，这是一种公认的致癌气体，在近年受到消费市场的逐渐淘汰。
阻尼涂料
具有减振降噪功效的特种涂料
目录
01 由来
03 用量及规格
02 分类 04 特点
基本信息
阻尼涂料由高分子树脂加入适量的填料以及辅助材料配制而成，是一种可涂覆在各种金属板状结构表面上， 具有减振降噪功效的特种涂料。
由来
由来
阻尼涂料由高分子树脂加入适量的填料以及辅助材料配制而成，是一种可涂覆在各种金属板状结构表面上， 具有减振、绝热和一定密封性能的特种涂料，可广泛地用于飞机、船舶、车辆和各种机械的减振。由于涂料可直 接喷涂在结构表面上，故施工方便，尤其对结构复杂的表面如舰艇、飞机等，更体现出它的优越性。阻尼涂料一 般直接涂敷在金属板表面上，也可与环氧类底漆配合使用。施工时应充分搅匀、多次涂刷，每次不宜过厚，等干 透后再涂第二层。
特点
特点
阻尼涂料采用约束阻尼结构，阻尼层为无溶剂双组份聚氨酯涂料，约束层为无溶剂双组份环氧树脂涂料，二 者均可在任意弯曲面刮涂，施工性能良好。该涂料克服了阻尼胶片粘贴困难、容易开胶、脱落，溶型型阻尼涂料 污染环境、有毒、易然易爆，水性阻尼涂料干燥速度太慢、容易开裂，阻尼钢板焊接困难等缺点，并具有以下特 点：
由于阻尼涂料本身不具有足够的力学强度，所以一般是涂覆于基材表面构成特定的涂层结构才能起到减振降 噪的效果，衡量阻尼涂料阻尼效果的物理量为复合损耗因子η（详见GB/T -1996），通常η≥0.03即可认为该材 料具为阻尼材料，η≥0.05即具有工程应用价值。
早期的阻尼涂料主要为煤焦油沥青、聚氨酯等添加特定的填料而制成，由于这类阻尼涂料含有大量的VOC， 对环境污染较重且严重损害施工人员的身体的健康，已逐步被淘汰，取而代之的是水性阻尼涂料。水性阻尼涂料 由于是以水为分散介质，VOC含量很低，安全环保，随着国家对于减振降噪的要求越来越严尼性能与温度、频率有着密切的关系.低温相当于高频,高温相当于低频.阻尼涂料的选用因工 作频率、温度等而异,如宽温域阻尼涂料、低温域阻尼涂料、高温域阻尼涂料等。
国产阻尼减振降噪材料
国产阻尼减振降噪材料（潜艇等）前言?nbsp; 随着科学技术的发展和人们环保意识的提高，降低舰船等交通工具的振动和噪声越来越迫切。
如何控制舰船的振动和噪声是一个复杂的系统工程，也是衡量一个国家造船水平的重要标志。
?nbsp; 舰船上存在着多种振源，其产生的振动和噪声会造成严重的危害，如引起铆钉松动，结构破坏；影响船员的舒适性，易造成船员疲劳；影响仪器、仪表的正常工作，降低使用精度等等。
对军船而言，振动和噪声还会降低声呐、雷达的作用距离，大大削弱其战斗力。
?nbsp; 传统的减振降噪方法是结构加强，其主要缺点是振动能没有消耗掉，从而导致噪声向其它部位传播。
阻尼材料利用高分子材料的粘弹性将振动能转化为热能耗散掉，从而有效地降低结构振动和噪声。
阻尼技术对宽频带随机振动和噪声特别有效，尤其适合于以框架结构为主的造船业。
?nbsp; 阻尼技术发展简史?nbsp; 本世纪50年代初，德国专家H.Oberst 最先提出自由阻尼结构的理论并在飞机上得到应用。
50年代末，美国专家Kerwin 和 Ungar等人将Oberst的复刚度法推广至约束阻尼结构，该结构最早应用于核潜艇壳体和主机机座上。
理论和应用表明：约束阻尼结构具有更好的减振降噪效果。
目前，美国、俄罗斯、英国、法国、日本等发达国家在舰船上广泛使用各类阻尼材料。
?nbsp; 我国从60年代起开始研究自由阻尼材料，70年代初具规模。
80年代末期约束阻尼结构的阻尼材料在舰船上得到应用，主要产品有上海钢铁研究所的阻尼钢板、七二五所的SBⅡ阻尼涂料、化工部海洋化工研究院（青岛）的ZHY-171和T54/T60阻尼涂料等。
?nbsp; 目前，阻尼材料已广泛应用于航空、航天、舰船、汽车、机械、纺织、建筑、体育等领域，具有重要的社会和经济效益。
?nbsp; T54/T60阻尼涂料的主要性能?nbsp; 阻尼材料的作用原理是将振动能转化为热能耗散掉，使产生噪声的振动能量大大衰减，即从声（振）源上有效地控制振动和噪声。
03 减振降噪阻尼材料介绍
阻尼涂料 材料阻尼性能随温度变化
0.6 0.5
隔 声 量 （ dB)
隔声性能随频率的变化
30 25 20 15 10
阻尼因子
0.4 0.3 0.2 0.1 0 -60 -40 -20 0 20 温度（℃） 40 60 80
约束阻尼材料
约束阻尼材料
约束阻尼材料是一种用于减震、减振和降噪的材料。
它由两种类型的材料组成：刚性约束材料和阻尼材料。
刚性约束材料通常是坚硬且具有高强度的材料，如钢、铝等。
它们用于提供机械支撑和约束，使结构保持稳定，并防止位移。
刚性材料还可以分散或吸收来自外界的能量。
阻尼材料是一种能够消耗和转化机械能为热能的材料，以减少结构的振动或声音的传播。
常见的阻尼材料包括聚合物、橡胶、聚氨酯等。
这些材料具有很好的减振和吸声性能，能够有效地减少机械振动或声波的传播。
约束阻尼材料通常是通过在结构的关键部位或振动源周围加入阻尼材料来实现的。
它们可以帮助减少建筑物、桥梁、车辆等结构的振动和噪音，提高结构的稳定性和舒适性。
约束阻尼材料的应用非常广泛，从建筑、交通工程到航空航天等领域都有应用。
它们使得结构更具稳定性、可靠性和安全性，并提供更好的使用体验。
减振降噪阻尼涂料的技术综述
减振降噪阻尼涂料的技术综述作者：黄淑芬来源：《山东工业技术》2017年第16期摘要：阻尼涂料是一种能减弱振动、降低噪音的功能性涂料。
本文将从专利申请的角度分析阻尼涂料在国内的专利申请情况，并分析阻尼涂料的发展状况以及发展趋势。
关键词：减振降噪；阻尼涂料；专利分析DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2017.16.0131 前言近年来，我国高速列车快速发展，然而，在快速发展的同时，一些问题也随之而来。
高速列车运行所引起的振动噪音十分剧烈，且当高速列车穿越城市，其振动与噪音不仅给车厢内的旅客带来不适，而且还严重干扰沿线居民的正常生活。
高分子阻尼涂料是以高分子聚合物为基料制得的具有减振、隔声和一定密封性的特种涂料，可广泛应用于飞机、船舶、车辆和各种机械的减振和降噪。
由于阻尼涂料可直接喷涂在结构表面上，故施工方便，尤其对结构复杂的表面更能体现出它的优越性[1]。
因此，研制高分子阻尼涂料具有重大意义。
下面将从专利申请的角度对国内的专利申请情况、阻尼涂料的现状和发展进行分析。
2 阻尼涂料的专利技术分析（1）阻尼涂料申请量的变化趋势。
对1995-2014年间我国每年阻尼涂料的申请量进行统计。
统计结果如图1所示。
从图1可以明显看出，2010年后，阻尼涂料的申请量大大增加，且在2012年后迅速增加。
而2015年申请量没有增加，反而减少，可能是因为国内申请由于未满18月而未进行公开，导致在CNABS中检索不到，同时部分PCT申请还未进入中国国家阶段。
申请量的迅速增加，说明随着我国列车、汽车行业的繁荣，具有减震降噪作用的阻尼涂料的需求量也越来越大，因此研究阻尼涂料也显得格外重要。
（2）从专利申请看技术发展以及趋势。
统计分析了2010-2015年间阻尼涂料专利申请的技术要点，从而可知近年来我国阻尼涂料的发展状况以及未来的发展趋势。
由图2可知，大部分申请人着眼于整个涂料体系，通过选择合适的成膜物、添加阻尼填料、调整配方配比等，从而改善阻尼涂料的阻尼性能。
减震降噪材料
减震降噪材料在现代社会中，噪音污染已经成为了一个严重的问题，给人们的生活和工作带来了很大的困扰。
为了解决这一问题，人们研发出了各种各样的减震降噪材料，这些材料在降低噪音污染方面发挥着重要的作用。
首先，我们来看一下减震材料。
减震材料主要用于减少震动和振动，从而降低噪音的传播。
常见的减震材料包括橡胶、泡沫塑料、弹簧等。
这些材料具有良好的弹性和吸震性能，可以有效地吸收震动能量，减少振动传递，从而减少噪音的产生和传播。
在建筑领域，减震材料被广泛应用于楼板、墙体、地面等部位，可以有效地降低机械设备、交通工具等产生的振动和噪音。
其次，我们来看一下降噪材料。
降噪材料主要用于吸收和隔离空气传播的噪音。
常见的降噪材料包括吸音棉、隔音板、隔音窗等。
这些材料具有良好的吸音和隔音性能，可以有效地吸收和隔离噪音，减少噪音的传播。
在建筑领域，降噪材料被广泛应用于会议室、录音棚、影音室等场所，可以有效地提高室内的声学环境质量，减少噪音对人们的干扰。
除了上述常见的减震降噪材料外，还有一些新型的材料正在不断地被研发和应用。
比如，声学悬浮系统可以通过悬浮技术将建筑物与地面隔离，从而减少地面振动对建筑物的影响；纳米材料可以通过其微观结构来吸收和隔离噪音，具有更高的吸音和隔音性能。
这些新型材料的出现，为减震降噪领域的发展带来了新的机遇和挑战。
总的来说，减震降噪材料在降低噪音污染方面发挥着重要的作用。
随着科技的不断进步和创新，我们相信减震降噪材料会越来越完善，为人们创造一个更加安静、舒适的生活和工作环境。
希望未来能够有更多的科研人员投入到这一领域，不断推动减震降噪材料的发展，为人类创造一个更加宁静的世界。
“阻尼材料”在减振降噪方面的应用——医院设计(十一)
“阻尼材料”在减振降噪方面的应用——医院设计（十一）随着现代工业的持续发展，产生剧烈振动的工具和大功率机械不断增多，各种机械设备在运转及工作过程中带来的振动危害也日益严重。
为了减少这类振动和噪声给人们的生活和工作带来影响，使用阻尼材料进行减振降噪成为了解决上述问题有效的手段之一。
那阻尼材料是一种什么材料？这个需要先从阻尼说起。
什么是阻尼？指任何振动系统在振动中，由于外界作用或系统本身固有的原因引起的振动幅度逐渐下降的特性。
从减振角度看，就是将机械振动的能量转变成热量和其他可消耗的能量，从而达到减振的目的。
< 阻尼示意图>而在振动物体产生高的共振振幅前，先将一部分振动能在自身中消耗，以达到减少振幅、降低振幅为目的的材料，我们统称为阻尼材料。
在市面上，其种类繁多，概括起来可分为以下几种：1、黏弹性阻尼材料（即高聚物阻尼材料）2、复合阻尼材料3、陶瓷类耐高温阻尼材料4、智能型阻尼材料因不同阻尼材料的阻尼性能相差极大，大多数结构材料如金属材料的损耗因子较小，高聚物黏弹材料的损耗因子则较大。
< 高分子阻尼材料：Soundbox隔声毡>其中，高聚物阻尼材料作为一类新的功能材料，其阻尼性能比高阻尼合金要高出1-2个数量级。
具有一定优势的阻尼性能，已广泛应用于民用建筑、尖端武器装备、航天飞行器、航海、环境保护等各个方面。
那高聚物阻尼材料到底是一种怎样的材料，有什么作用？主要用在哪里？什么是高聚物阻尼材料？高聚物阻尼材料是以高分子量的聚合物制成的一种高分子阻尼材料，也可以说聚合度很高的聚合物是高分子，属于功能性阻尼材料。
< 高聚合物是高分子，高分子不局限于聚合物>它是一种具有吸声、隔热、防振等功能，多用在使用温度、使用频率下有较大内耗峰的材料。
如聚丙烯酸酯、聚氨酯、环氧树脂、丁基橡胶及丁腈橡胶等。
按使用方法可分喷涂型、自粘型和胶片型3种：1.喷涂型可直接通过喷涂或辊涂、刮涂的方式附着在结构基材表面上，如水性阻尼涂料；2.自粘型阻尼材料可直接粘在结构件表面；3.胶片型则用作垫片或用热压、涂施胶黏剂等方法粘接。
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橡胶基阻尼片 技术参数：
序号 1 性能参数 面密度（产品为 1 mm厚） 氧指数 2 防火性能 45°燃烧 烟毒性 可燃性等级 3 4 5
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性能指标 1.5±0.5（Kg/m2） ≥35% 达到难燃级 FED≤1 SF3 材料无流淌，无开裂 材料无剥落、无破碎 在-10℃温度下，tgδ≥0.50 在+20℃温度下，tgδ≥0.55 在+50℃温度下，tgδ≥0.25
阻尼涂料 技术参数：
序号 1 性能参数 面密度（产品为1 mm厚） 氧指数 45°燃烧 2 防火性能 滴落物等级 燃烧等级 烟雾等级 3 4 5 6
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性能指标 1.2±0.2Kg/m2（湿） ;1.0±0.2Kg/m2（干） ≥35% 达到难燃级 ST2 S4 SR2 材料无流淌，无开裂 材料无剥落、无破碎 在-10℃温度下，tgδ≥0.10 在+20℃温度下，tgδ≥0.4 在+50℃温度下，tgδ≥0.50 可刮涂和高压喷涂
在不同温度下的某一沥青基阻尼片的阻尼性能 在-10℃温度下 ，阻尼因子＝0.09 在+20℃温度下 ，阻尼因子＝0.35 在+50℃温度下 ，阻尼因子＝0.85
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沥青基阻尼片 技术参数：
序号 1 2 3 4 5 性能参数 面密度（产品为 1 mm厚） 防火性能 氧指数 45°燃烧 性能指标 2.0±0.5（Kg/m2） ≥30% 达到难燃级 材料无流淌，无开裂 材料无剥落、无破碎 在-10℃温度下，tgδ≥0.07 在+20℃温度下，tgδ≥0.35 在+50℃温度下，tgδ≥0.85
阻尼涂料 材料阻尼性能随温度变化
0.6 0.5
隔 声 量 （ dB)
隔声性能随频率的变化
30 25 20 15 10
阻尼因子
0.4 0.3 0.2 0.1 0 -60 -40 -20 0 20 温度（℃） 40 60 80
5 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800
耐温性(100℃/30min) 耐-30℃低温冲击性 阻尼因子
橡胶基阻尼片
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图6 约束阻尼结构阻尼层示意图
橡胶基阻尼片
表1 几种不同的约束阻尼结构层的性能比较 产品类型 TCLD-1 TCLD-2 TCLD-3
压敏粘弹阻尼材料
丙烯酸酯树脂 厚度0.05mm
丁基橡胶 厚度0.5mm
-60 -40 -20 0 20 40 60 80
200
400
600
800
1000 频率（Hz)
1200
1400
1600
1800
温度（℃）
在不同温度下的某一塑料阻尼片的阻尼性能 在-10℃温度下 ，阻尼因子＝0.24 在+20℃温度下 ，阻尼因子＝0.49 在+50℃温度下 ，阻尼因子＝0.19
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阻尼结构 约束阻尼结构
阻尼材料
h1 h2
自由阻尼结构
钢板 η ∝ tan δ 结构
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η∝ 结构
(h1/h2)2E’’ 阻尼材料
阻尼材料
二、阻尼材料种类和主要性能参数
技术参数之一——损耗因子
目前对阻尼材料的评价还缺少一个统一标准，比较常见是动态力学谱的方法。由 于阻尼材料在交变应力作用下发生的应变滞后现象和力学损耗是其产生阻尼作用的 根本原因，因此可以用材料在应力作用下的损耗因子tg δ来表征材料力学损耗或内 耗的大小，即 E*=E′+ iE″ tanδ= E″/ E′ 式中： E′—实数模量/储能模量，它反应材料变形时能量储存的大小即回弹能力； E″—虚数模量，或称损耗模量，它反应材料变形时能量损耗的大小； i—复数 tanδ —阻尼因子
频率（Hz)
在不同温度下的某一阻尼涂料的阻尼性能 在-10℃温度下 ，阻尼因子＝0.12 在+20℃温度下 ，阻尼因子＝0.44 在+50℃温度下 ，阻尼因子＝0.51
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在2.4mm厚铝板上喷涂某一阻尼涂料隔离噪声的程度 ──2.4mm厚空白铝板的隔声量 ──在2.4mm厚空白铝板上喷涂了3.0mm阻尼涂料的 隔声量
一、阻尼材料基本概念
功能材料是指那些具有优良的电学、磁学、光学、热
学、声学、力学、化学、生物医学功能，特殊的物理、化 学、生物学效应，能完成功能相互转化，主要用来制造各种 功能元器件而被广泛应用于各类高科技领域的高新技术材 料。
阻尼材料是一种能够把振动能和声能转变为热能来散
掉以达到减振降噪目的的新型抗声性/减振功能材料。
在2.4mm厚铝板上粘贴某一塑料阻尼片隔离噪声的程度 ──2.4mm厚空白铝板的隔声量 ──在2.4mm厚空白铝板上粘贴了0.8mm塑料阻尼片 的隔声量
塑料基阻尼片 技术参数：
序号 1 2 性能参数 面密度（产品为 1 mm厚 ） 厚度 氧指数 3 防火性能 45°燃烧 烟毒性 可燃性等级 4 5
10 温度（℃）
30
50
70
800 1000 1200 1400 1600 1800 频率（Hz)
在不同温度下的某橡胶基阻尼片的阻尼性能（评价材料 的减振能力） 在-10℃温度下 ，阻尼因子＝0.51 在+20℃温度下 ，阻尼因子＝0.58 在+50℃温度下 ，阻尼因子＝0.28
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在2.4mm厚铝板上粘贴某橡胶基阻尼片隔离噪声的程度 ──2.4mm厚空白铝板的隔声量 ──在2.4mm厚空白铝板上粘贴了2.0mm厚的某橡胶基 阻尼片的隔声量
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性能指标 1.8±0.2Kg/m2 0.6（mm）-2.0（mm） ≥35% 达到难燃级 FED≤1 SF3 材料无流淌，无开裂 材料无剥落、无破碎 18
耐温性(100℃/30min) 耐-30℃低温冲击性 记权隔声量Rw（dB）
6
干膜图
产品施工需 要无气高压 喷涂
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30 25 隔 声 量 （ dB) 20 15 10 5 200 400 600 800 1000 频率(Hz)
在2.4mm厚铝板上粘贴某一沥青基阻尼片隔离噪声的程度 ──2.4mm厚空白铝板的隔声量 ──在2.4mm厚空白铝板上粘贴了3.0mm厚的某沥青基 阻尼片的隔声量
1200
1400
1600
1800
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二、阻尼材料种类和主要性能参数
Page 11
二、阻尼材料种类和主要性能参数
2005061003 rubber
10
10
1.2
1.0 10
9
)
E" (b L
0.8
tan_delta (b O
[Pa]
[]
10
8
0.6
E' (b I
) [Pa]
)
0.4
7
10
0.2
10 -40.0
6
式中Ei为入射到材料或结构表面的总能量；Ea表示被材料或结构吸收的声能。
[] Absorption Coefficient (NewMeasurement, Large)
Ea Ei
800m 600m 400m 200m 0 0 200 400 600 800 [Hz] 1k 1.2k 1.4k 1.6k
20
15
10
5 200 400 600 800 1000 频率（ Hz) 1200 1400 1600 1800
图4 不同材料隔声性能随频率变化的曲线
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二、阻尼Байду номын сангаас料种类和主要性能参数
图5 丹麦B＆K传递损失阻抗管声学性能测试分析系统
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二、阻尼材料种类和主要性能参数
耐温性(100℃/30min) 耐-20℃低温冲击性 阻尼因子
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产品施工 需要表面 喷涂胶粘 剂粘贴
实物图
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塑料基阻尼片
材料阻尼性能随温度变化
0.6 0.5
隔声性能随频率的变化
30 25 隔 声 量 （ dB) 20 15 10 5
0.4 阻尼因子 0.3 0.2 0.1 0
株洲时代新材料科技股份有限公司
目录
第一部分
阻尼材料的基本概念
第二部分
阻尼材料种类及主要性能参数
第三部分
时代新材阻尼材料产品及应用
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一、阻尼材料基本概念
陶瓷纤维瓦
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一、阻尼材料基本概念
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一、阻尼材料基本概念
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一、阻尼材料基本概念
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图2 不同吸声材料吸声性能随频率变化的曲线
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二、阻尼材料种类和主要性能参数
技术参数之一——吸声系数
1 0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0 0 200 400 600 800 f(Hz) 10mm JFCspong air 0mm 10mm JFCspong air 20mm 10mm JFCspong air 10mm 10mm JFCspong air 30mm 10mm JFCspong air 15mm 10mm JFCspong air 40mm 10mm JFCspong air 2.5mm 10mm JFCspong air 5mm 1000 1200 1400 1600 1800 AC
丙烯酸酯树脂 厚度0.05mm 复合约束层 （0.5mm不锈钢板 0.05mm丁腈橡胶） 1.9 28N/25mm 通过 -40℃-60℃ 好 优异
约束层 面密度（kg/m2） 180°剥离强度 阻燃性能（DIN 5510） 适用温度 阻尼性能 耐湿性能