吸声材料的结构及其发展
声学第四讲吸声材料与吸声结构
声学第四讲吸声材料与吸声结构在声学中，吸声材料和吸声结构被广泛应用于消除噪音和改善声学环境。
吸声材料是一种能够吸收声波的材料，而吸声结构则是由吸声材料构成的一种结构。
本文将详细介绍吸声材料和吸声结构的原理、分类及其在实际应用中的应用情况。
一、吸声材料的原理和分类吸声材料的吸声原理是通过材料的吸声机制将声波的能量转化为其他形式的能量，从而减少声波的反射和传播。
吸声材料的吸声机制通常有以下几种：1.完全弹性反射吸声：利用材料的吸声面来实现声波的全反射，并分散或吸收声波能量。
2.摩擦吸声：通过材料的内聚力和材料表面的摩擦来消耗声波的能量。
3.多次散射吸声：利用材料内部结构的复杂性，使声波在材料中进行多次反射和散射，从而减少声波的反射。
根据吸声材料的基本原理和性质，可以将吸声材料分为以下几类：1.多孔吸声材料：多孔吸声材料是一种由孔隙空间构成的材料，其中孔隙可以是连通的或不连通的。
当声波进入多孔吸声材料时，会在孔隙中进行多次散射和漫反射，从而吸收声波能量。
常见的多孔吸声材料包括岩棉、玻璃纤维、聚酯纤维等。
2.薄膜吸声材料：薄膜吸声材料是一种表面覆盖或悬挂在墙面或天花板上的薄膜材料，其一般由一层透声性好的薄膜和一层吸声材料构成。
当声波到达薄膜吸声材料时，会在其表面上进行反射和散射，并被吸声材料吸收。
薄膜吸声材料常用于音乐厅、影院等场所的声学处理。
3.共振吸声材料：共振吸声材料是一种利用共振效应来吸收声波能量的材料。
这种材料的共振频率与声波的频率相匹配，从而达到最大的吸声效果。
共振吸声材料常用于低频声波的吸收，例如船舶、飞机等的隔音处理。
二、吸声结构的原理和应用吸声结构由吸声材料构成，并在实际应用中形成具有吸声效果的结构。
吸声结构的设计和构造直接影响着整个声学环境的吸声效果。
1.吸声板：吸声板是一种常见的吸声结构，由多孔吸声材料构成，并通常具有一定的厚度。
吸声板可以根据声学要求进行设计和排列，以达到吸收特定频率范围内的声波。
吸声材料的结构及其发展
吸声材料的结构及其发展随着工业和城市化的发展，城市噪音问题愈加突出，吸声材料的需求量也随之增多。
在各种噪音环境中，如机房、电力设备房、音乐会厅、广播室、录音室、办公室等，吸声材料都起着重要的作用。
吸声材料不仅要有较高的吸音性能，还要在多方面满足使用者的需求，因此对吸声材料的结构和性能也越来越高。
吸声材料的结构开孔式开孔式吸声材料在材料表面或材料深处形成了一定形状和尺寸的孔洞，材料的吸声作用是通过声波作用于孔洞内部来实现的。
孔的尺寸和孔的形状对吸声性能有很大的影响。
柔性多孔吸声材料此种材料结构通常都具有柔性，即能够在吸声作用的同时具备减小机械振动的效果。
常见的材料有海绵、泡沫合成材料等，这些材料常常用于各类隔音、隔热、隔震、减震等方面。
薄膜式薄膜式吸声材料是一种功能性薄膜材料，它通过在多孔介质、金属或晶体结构表面覆盖或加工出一定规则的几何图形，在某种声波频率下使声波发生反射或干涉相消而导致吸声的效果。
吸声材料的发展纳米吸声材料纳米技术的发展，为吸声材料提供了更好的性能和更多的选择。
纳米材料由于其材料尺寸小，表面积大，对声波的散射和吸收作用显著，使之成为吸声材料领域的一种重要发展方向。
生物基材料传统吸声材料多为人造材料，但随着对生态环境的关注和生物技术的进步，利用生物材料代替传统吸声材料逐渐成为趋势。
生物基材料具有良好的生物相容性、自我修复等特性，在城市生活噪音治理、生态建筑等方面具有广泛的应用前景。
吸声材料的结构和发展都需要不断创新和突破。
吸声材料从传统的开孔式、泡沫型、布贴型演变到更为复杂的薄膜型，从纳米技术的应用到生物基材料的开发都为吸声材料的近期和远期发展带来了更多的新机遇。
吸声材料行业分析报告
吸声材料行业分析报告一、定义吸声材料是一种具有良好吸声效果的材料，主要用于吸收声波能量，减轻噪声和回响。
吸声材料分为多种类型，如泡沫塑料、纤维板、挂毯、墙布等。
二、分类特点吸声材料根据其材质分为有机和无机两种。
有机类主要是泡沫塑料、纤维板、挂毯等，无机类则是矿棉、玻璃棉等。
三、产业链吸音材料产业链主要涉及了投资、生产、销售、服务等方面，同时也包括了各个环节的资格证书、技术标准等。
在生产方面，其所需的设备、材料和技术等都具有一定的门槛，同时，产品和服务的质量也有关键的影响，最终确定了行业的规模和竞争格局。
四、发展历程随着人们生活水平的提高，声音污染问题愈加凸显，吸声材料行业开始逐步崛起。
行业发展初期，主要的生产企业都是规模较小的家庭作坊，生产工艺更为原始，产品质量和技术水平也相对较低。
进入21世纪，大量创新技术的应用、资本的涌入，使得吸声材料行业进入到快速发展期。
行业中逐渐出现了一些规模较大、技术和资金雄厚的企业，并且吸声材料产品也逐渐进入家庭、学校、商业机构等广泛使用。
五、行业政策文件国家对于吸声材料产业的重视和发展给行业的政策出台提供了保障，国家相关政策如《污染防治法》、《建筑节能条例》等。
-《污染防治法》该法案规定，所有生产企业都有责任通过改善生产工艺、减少噪音排放、治理工业废水、废气等方式，维护环境健康。
-《建筑节能条例》该条例规定，所有新建和改建的建筑都需要通过采匀合理的绝热、隔热和散热设施，使得建筑物的能耗性能符合国家规定，减少能源的浪费和环境污染。
六、经济环境吸声材料行业在国内市场开发中表现十分活跃行业规模也逐年增加，并已开始进入国际市场。
七、社会环境随着城市化和人群密集，噪音污染逐渐加剧，人们日益重视自身健康和居住环境。
对于吸声材料行业来说，这是一个重大机遇。
八、技术环境吸声材料行业技术含量较高，主要体现在材料选择、生产工艺和节能等方面。
九、发展驱动因素环保意识、城市化进程、居住环境需求、市场需求等都是吸声材料行业发展的重要驱动因素。
第三章吸声材料与吸声结构
3.4 玻璃棉吸声系数的比较
3.5 其它吸声结构
1、空腔共振吸收，如穿孔石膏板、狭缝吸音砖等。
c
s
f0 2 V t
c
P
f0 2 Lt
c
P
f0 2 Lt PL2 / 3
例题
某穿孔板厚度4mm，孔径8mm，孔距
20mm，穿孔按照正方形排列，板后空气
层厚10cm，求共振频率。
S 材料表面积 n 吸声体个数 T1 空室混响室混响时间 T2防入材料后混响时间
2、驻波管法测量材料吸声系数：
利用在管中平面波入射波和反射波形成极大声压 Pmax和极小声压Pmin推导出0
0=Pmin/Pmax
3、 T 和 0 的值有一定差别， T是无规入射时的 吸声系数，是正入射时的吸声系数。 0工程上主 要使用T
当声波入射到多孔材料上，声波能顺着孔隙进入材料 内部，引起空隙中空气分子的振动。由于空气的粘滞 阻力、空气分子与孔隙壁的摩擦，使声能转化为摩擦 热能而吸声。
多孔材料吸声的必要条件是 ： 材料有大量空隙， 空隙之间互相连通， 孔隙深入材料内部。
错误认识一：表面粗糙的材料，如拉毛水泥等，具有 良好的吸声性能。
在厅堂建筑中，为了防止回声、声反馈、声聚焦 等声学缺陷，常在后墙面、二层眺台栏杆面、侧墙面 及局部使用吸声。
3.6.2 吸声降噪
在车间、厂房、大的开敞式空间（机场大厅、办公室、 展厅等），由于混响声的原因，会使噪声比之同样声 源在室外高10-15dB。，通过在室内布置吸声材料，可 以使混响声被吸掉，降低室内噪声。
1、随着厚度增加，中低频吸声系数显著地增加，但 高频变化不大（多孔吸声材料对高频总有较大的吸收）。
2、厚度不变，容重增加，中低频吸声系数亦增加； 但当容重增加到一定程度时，材料变得密实，流阻大于 最佳流阻，吸声系数反而下降。
七种共振吸声结构的吸声机理介绍
七种共振吸声结构的吸声机理介绍来源：整理⾃《噪声与振动控制⼯程⼿册》，作者：马⼤猷。
多孔吸声材料对低频声吸声性能⽐较差，因此往往采⽤共振吸声原理来解决低频声的吸收。
由于它的装饰性强，并有⾜够的强度，声学性能易于控制，故在建筑物中得到⼴泛的应⽤。
单个共振器⼀、单个共振器⼀、1结构形式它是⼀个密闭的内部为硬表⾯的容器，通过⼀个⼩的开⼝与外⾯⼤⽓相联系的结构，称为核姆霍兹共振器。
单个共振器⽰意图2吸声原理单个共振器可看成由⼏个声学作⽤不同的声学元件所组成，开⼝管内及管⼝附件空⽓随声波⽽振动，是⼀个声质量元件；空腔内的压⼒随空⽓的胀缩⽽变化，是⼀个声顺元件；⽽空腔内的空⽓在⼀定程度内随声波⽽振动，也具有⼀定的声质量。
空⽓在开⼝壁⾯的振动摩擦，由于粘滞阻尼和导热的作⽤，会使声能损耗，它的声学作⽤是⼀个声阻。
当⼊射声波的频率接近共振器的固有频率时，孔颈的空⽓柱产⽣强烈振动，在振动过程中，由于克服摩擦阻⼒⽽消耗声能。
反之，当⼊射声波频率远离共振器固有频率时，共振器振动很弱，因此声吸收作⽤很⼩，可见共振器吸声系数随频率⽽变化，最⾼吸声系数出现在共振频率处。
3共振频率计算单个共振器对频率有较强选择性，共振频率f0可由下式求得：式中，c 为声速；S 为颈⼝⾯积，S=πr²；r 为颈⼝半径；V 为空腔体积；t 为颈的深度，即板厚；d 为圆孔直径。
因为颈部空⽓柱两端附近的空⽓也参加振动，需要对t 进⾏修正，其修正值⼀般取0.8d。
穿孔板共振吸声结构⼆、穿孔板共振吸声结构⼆、1结构形式在各种薄板上穿孔并在板后设置空⽓层，必要时在空腔中加衬多孔吸声材料，可以组成穿孔板共振吸声结构，由于每个开⼝背后均有对应空腔，这⼀穿孔板结构即为许多并联的核姆霍兹共振器。
⼀般硬质纤维板、胶合板、⽯膏板、纤维⽔泥板以及钢板、铝板均可作为穿孔板结构的⾯板材料。
穿孔板共振吸声结构简图2吸声原理由于它是核姆霍兹共振器的组合，因此可看作是由质量和弹簧组成的⼀个共振系统。
常用的吸声材料和吸声结构
常用的吸声材料和吸声结构一、吸声材料和吸声结构在没有进行声学处理的房间里，人们听到的声音，除了由声源直接通过空气传来的直达声之外，还有由房间的墙面、顶棚、地面以及其它设备经多次反射而来的反射声，即混响声（reverberant sound）。
由于混响声的叠加作用，往往能使声音强度提高10多分贝。
如在房间的内壁及空间装设吸声结构，则当声波投射到这些结构表面后，部分声能即被吸收，这样就能使反射声减少，总的声音强度也就降低。
这种利用吸声材料和吸声结构来降低室内噪声的降噪技术，称为吸声（sound absorption）。
1．吸声材料材料的吸声性能常用吸声系数（absorption coefficient）来表示。
声波入射到材料表面时，被材料吸收的声能与入射声能之比称为吸声系数，用α表示。
一般材料的吸声系数在0.01～1.00之间。
其值愈大，表明材料的吸声效果愈好。
材料的吸声系数大小与材料的物理性质、声波频率及声波入射角度等有关。
通常把吸声系数α＞0.2的材料，称为吸声材料（absorptive material）。
吸声材料不仅是吸声减噪必用的材料，而且也是制造隔声罩、阻性消声器或阻抗复合式消声器所不可缺少的。
多孔吸声材料的吸声效果较好，是应用最普遍的吸声材料。
它分纤维型、泡沫型和颗粒型三种类型。
纤维型多孔吸声材料有玻璃纤维、矿渣棉、毛毡、苷蔗纤维、木丝板等。
泡沫型吸声材料有聚氨基甲醋酸泡沫塑料等。
颗粒型吸声材料有膨胀珍珠岩和微孔吸声砖等。
表10-2如前所述，多孔吸声材料对于高频声有较好的吸声能力，但对低频声的吸声能力较差。
为了解决低频声的吸收问题，在实践中人们利用共振原理制成了一些吸声结构（absorptive structure）。
常用的吸声结构有薄板共振吸声结构、穿孔板共振吸声结构和微穿孔板吸声结构。
（1）薄板共振吸声结构。
把不穿孔的薄板（如金属板、胶合板、塑料板等）周边固定在框架上，背后留有一定厚度的空气层，这就构成了薄板共振吸声结构。
国内外建筑吸声材料发展（上）
随着城市基础设施建设、房地产开发、随之而来的建筑噪音污染目前已成为影响群众日常生活，神经系统、内分泌系统等产而且还会加速建筑物和机械结构的老在目前建筑噪音污染严峻采用各种措施来降可改善星载通信机和地面站导弹、坦克、舰艇等各种武可减少武器系统遭受红外制在建筑物的墙壁、地毯、其目的是从从而提高建实现高水平的室内环境质量采用吸声材料可提为居住者提供更好的生活质量。
声学特性及其应用是一个涉在研究者的不断努力很大程度上满足了社会的需要，但仍未出现一种材料能够将不同频段的声波完全吸收。
要更好地提高吸声材料的吸声性能，应在多孔吸声机理与共振吸声机理相结合的基础上多做努力，通过多孔吸声材料与共振吸声材料的复合工艺研究，有效实现材料在高频、低频不同频段均具有高效的吸声性能。
同时，结合声波的自身特性，通过不同原料的混合以及不同工艺的组合，制备满足材料多样化性能要求的高效吸声材料。
本报告围绕吸声材料这一主题，针对建筑用吸声材料，主要介绍一些有发展前景的建筑用吸声材料和研究热点。
2 国内外吸声材料历史发展现状2.1 国内吸声材料历史发展现状我国从20世纪50年代起，特别是70年代以来，国内相继研制或引入国外先进的吸声材料和吸声结构，并应用于工程实践中，使吸声技术得到了快速发展，并于80～90年代从国外引进了先进工艺和设备。
如在上海、北京、山东、广州等省市从日本、美国、意大利等国家引进的用离心法大批量生产的玻璃棉毡、玻璃棉板、玻璃棉管壳等，具有许多优点，是高效保温、吸声、节能的材料。
这些防潮离心玻璃纤维取代了以往生产的超细玻璃棉、中级玻璃纤维板（酚醛玻璃棉板、沥青玻璃棉板等），在纤维性吸声材料中占半数左右的市场份额。
岩棉制品也属于纤维性吸声材料。
20世纪90年代，北京、南京等地从国外引进自动生产线生产岩棉板、岩棉缝板、岩棉保温带和岩棉管壳，表面再粘贴玻璃丝薄毡、网格布、铝箔、铁丝网等制成各种形状的吸声体。
目前，离心玻璃棉和岩棉吸声材料已广泛应用（上）陈红燕，陈小朝，刘蓉蓉（建筑材料工业技术情报研究所，北京100024）于剧场、电影院、礼堂、会议室、音乐厅、体育馆、演播厅、录音室等需要控制混响时间的建筑声学领域，同时也广泛应用于各种生产车间、动力站房、道路屏障等需要吸声降噪的噪声控制领域。
2024年隔音吸声材料市场发展现状
2024年隔音吸声材料市场发展现状引言隔音吸声材料在建筑、交通运输、工业制造等领域中起到重要作用。
随着城市化进程的加速和人们对环境质量要求的提高，隔音吸声材料市场逐渐扩大，呈现出快速发展的趋势。
本文将对隔音吸声材料市场的发展现状进行分析和概述。
1. 隔音吸声材料的定义和分类隔音吸声材料是一种通过吸收、反射和隔离声波的材料。
根据其用途和特点，隔音吸声材料可以分为吸声材料、隔音材料和组合材料等几大类。
吸声材料主要用于减少声波的反射和传播，隔音材料则能有效隔离噪音源，组合材料是综合利用各种隔音吸声材料的复合材料。
2. 隔音吸声材料市场规模和趋势随着社会经济的发展和人们环境保护意识的提高，隔音吸声材料市场规模不断扩大。
根据市场研究数据显示，目前全球隔音吸声材料市场年均增长率达到X%，市场规模已超过XX亿元。
预计随着城市化进程的推进和人们对生活品质要求的提高，未来隔音吸声材料市场将继续保持稳定增长。
3. 隔音吸声材料市场应用领域隔音吸声材料在建筑、交通运输、工业制造等领域中应用广泛。
在建筑领域，隔音吸声材料主要用于地板、墙壁和天花板等部位，以减少声波的传播和反射，提高室内环境的舒适性。
在交通运输领域，隔音吸声材料用于汽车、飞机、火车等车辆内部，以减少噪音对乘客的影响。
在工业制造领域，隔音吸声材料用于工厂和机械设备，以降低噪音对工作人员的危害。
4. 隔音吸声材料市场发展瓶颈和挑战隔音吸声材料市场虽然有着广阔的应用前景，但仍面临一些瓶颈和挑战。
首先，市场竞争激烈，各大厂商纷纷进入市场，使得产品同质化现象比较严重；其次，隔音吸声材料的生产和安装成本较高，限制了其在一些低收入地区的推广和应用；此外，一些新材料的研发和市场推广也面临一定的难度。
5. 隔音吸声材料市场发展机遇与前景尽管隔音吸声材料市场面临一些挑战，但仍有着广阔的发展机遇和前景。
首先，随着人们对生活品质要求的提高，对于室内环境的舒适性和噪音控制的需求不断增加，将推动隔音吸声材料的应用扩大；其次，随着科技的进步和新材料的研发，隔音吸声材料有望实现更高效、更经济的生产和应用；此外，政府对环境保护和噪音污染的重视也为隔音吸声材料市场提供了良好的政策支持。
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吸声材料的结构及其发展江苏省苏州质量技术监督局张春野摘要：随着社会的发展和生活水平的提高,人们在工作、学习和生活中,对声环境的要求已经愈来愈高。
噪声对人们的听力、睡眠、生理、心理及周围环境等方面造成很大影响和危害,社会对吸声材料的需求量呈迅猛增长之势,同时也对吸声材料的性能提出了更高更多的要求。
吸声材料必须实现从过去单一吸声功能向高吸声性、装饰性、经济性和环保性等多功能转变。
本文简要介绍了有关吸声材料的一些内容。
关键词：多孔吸声、纤维、微穿孔、泡沫1吸声材料的结构种类吸声材料及结构的种类很多,根据其材料结构不同,可以分为下列几类:（1）多孔吸声材料：纤维状吸声材料、颗粒状吸声材料、泡沫状吸声材料；（2）共振吸声结构：单个共振器、穿孔板共振吸声结构、薄板共振吸声结构；（3）特殊吸声结构：薄膜共振吸声结构；1.1阻性衰减型阻性衰减型的软质多孔材料广为人知的是玻璃棉与岩棉;硬质多孔材料有金属类、陶瓷类、合成树脂类多孔材料,其中特别是铝质吸声材料得到了人们的重视。
其原因在于金属多孔材料是刚性体,不必像软质多孔材料那样需要穿孔面层材料保护,长时间使用不会老化或飞散污染环境,吸湿或湿润后吸声系数基本不会影响其吸声性能。
2.2共振吸声结构共振吸声结构以各类穿孔板最为常见,常与多孔吸声材料一起使用。
作为无纤维吸声体还有微穿孔板,它是为适应恶劣环境而开发的吸声材料,已在国内外引起普遍重视并得到了广泛的应用。
吸声性能: 穿孔板共振吸声结构具有良好的中高频吸声性能;薄板共振吸声结构具有良好的低频吸声特性。
2.3薄膜震动型薄膜震动型吸声材料通常与其它材料附着在一起,如铝纤维吸声材料中的铝箔。
还有微穿孔聚乙烯薄膜,它可以贴附在普通窗户的玻璃上。
吸声性能：具有优良的中频吸声特性。
2.4其它类型(1)空间吸声体空间吸声体与一般吸声结构的区别在于它不是与顶棚、墙面等刚性壁组合成吸声结构,而是自成系统的。
室内的吸声处理,一般都在建筑施工和装饰中把吸声材料安装在室内各界面上。
但可预制成吸声构件———空间吸声体,进行现场吊装。
从本质上讲,吸声体不是什么新的吸声结构,但由于使用条件不同,吸声特性也有所不同。
挂在声能流密度大的位置(例如靠近声源处、反射有聚焦的地方)可以获得较好的效果。
(2)强吸声体吸声尖劈是消声室中常用的强吸声结构,还有界面平铺多孔材料。
(3)帘幕如帘幕离墙面、窗玻璃有一定距离,就好像在多孔材料背后设置了空气层,尽管没有完全封闭,对中高频仍具有一定的吸声作用。
(4)洞口向室外自由声场敞开的洞口,从室内的角度看,它是完全吸声的,对所有频率的吸音系数均为1。
它对室内声学问题有较大的影响。
若洞口不是朝向自由声场时,其吸音系数就小于1。
(5)人和家俱人和家俱也能够吸收声音,因此人和家俱实际上也是吸音体。
一般的吸音材料和结构可按其吸音系数和有效面积的乘积求得吸音量。
所以吸音特征用每人的或者每件家具的吸音量来表示,它们与个数(或件数)的乘积即为总吸音量。
2吸声材料的研制与发展2.1多孔材料就多孔吸声材料而言,它是目前应用最广泛的材料,主要有有机纤维材料,无机纤维材料,泡沫材料和吸声建筑材料四大类。
(1)有机纤维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。
(2)无机纤维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。
无机纤维吸声材料的缺点是: ①在施工安装过程中因纤维性脆,容易折断形成粉尘散逸而污染环境,影响呼吸,刺痒皮肤。
②其质软表面需要保护层,如穿孔板,透气织物等进行保护和装饰,构造比较复杂,体积大,储存和运输不便。
③水或吸潮后其吸声性能就会大大减弱,故不适于在潮湿、高温、气流较大的场所或室外等环境使用。
(3)泡沫材料根据泡孔形成的不同,可分开孔型泡沫材料和闭孔型泡沫材料。
前者的泡孔是相互连通的,属于吸声泡沫材料,如吸声泡沫塑料、吸声泡沫玻璃、吸声陶瓷、吸声泡沫混凝土等。
后者的泡孔是封闭的,泡孔之间是互不相通的,其吸声很差,属于保温隔热材料。
如聚苯乙烯泡沫、隔热泡沫玻璃、普通泡沫混凝土等。
但是泡沫塑料易老化,且其吸声特点是中高频(500Hz 以上),吸声性能优异,低频吸声性能不够理想。
(4)吸声建筑材料吸声建筑材料是由多孔性建筑材料制成,如吸声粉刷、微孔吸声砖、陶瓷吸声板、珍珠岩吸声板等。
但建筑吸声板性能较差,而且太重,已逐渐被具有轻质、不燃、不腐、不蛀以及不易老化等特性的玻璃棉、轻质硅酸钙板、矿渣棉和岩棉等无机材料所代替。
(5)吸声金属材料目前的一种新型吸声材料是铝纤维吸声板,与其它吸声材料相比,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。
由于全部采用铝质材料,故可耐受气流冲击和震动,适用于气流速度较大或震动剧烈的场所。
铝的柔韧性较好,故钻孔、弯曲和裁切加工都很容易。
材料也不会飞散污染环境和刺激皮肤。
③耐候、耐高温性能良好。
铝纤维难以吸水,浸水后取出水分立即流失,且易于干燥,干燥后吸声性能可以完全恢复。
含水结冰时材料不受损坏,因而对冷热环境都适用。
④不含有机粘结剂,可回收利用。
既不会形成大量的废弃垃圾,也节省了资源,称得上是绿色环保型材料,具有电磁屏蔽效果和良好的导热性能,可用于特殊要求的场所。
⑤变化丰富,材料板幅较大,用途广泛。
铝质纤维吸声材料在国外的使用已很普遍,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。
由于特殊的耐侯性能,特别适宜在室外露天使用。
铝质纤维吸声材料在国内推广目前主要存在着成本太高的问题。
现在,仅日本能够生产这种铝纤维,上海已经有了生产铝质纤维吸声材料的企业,但原材料必须依赖进口。
由于铝质纤维吸声材料的突出优点,今后其将在我国声环境的改善和噪声控制中发挥作用。
2.2无纤维吸声材料的研究发展在国际上,声学设计人员和声学材料生产企业目前都在寻找和开发新型的无纤维吸声材料和结构。
随着人们对健康和环境保护意识的提高,无纤维吸声材料将是未来吸声材料发展的趋势。
共振吸声材料或称共振吸声结构,分薄板吸声、共振吸声、穿板孔吸声、微穿孔板吸声等多种。
共振吸声结构的吸声机理,与多孔材料有相同的地方,其不同的特点在于:共振结构是利用共振器的特点,更有效的把声能转变成热能消耗。
共振吸声结构不是采用纤维性吸声材料,而是采用铝板、钢板、塑料板等材料制成,因此不怕水和潮气,防火,清洁,无污染,耐高温,能承受高速气流的冲击。
共振吸声结构的不足之处是吸声频带窄,在共振频率附近,吸声系数很高,可接近于1,但一偏离共振峰,吸声系数迅速下降,因此只适用于吸收中低频的单频声音。
这也是长期以来共振吸收材料结构在吸声材料领域不能替代纤维吸声材料的原因。
在共振吸声材料结构中,惟有微穿孔板结构具有宽频带吸声的趋势,大有希望弥补共振吸声频带窄的不足。
微穿孔吸声结构是一种低声质量、高声阻的共振吸声结构,其吸声频率宽度可优于常规的穿孔共振吸声结构。
这一结构的基础理论和基本设计是为准备在恶劣的条件下应用的吸声体而发展起来的。
60年代中期,我国火箭事业迅速发展,解决火箭噪音问题很突出,迫切需要适应高声强、高气压、高温度的吸声材料。
马大猷教授开始了火箭噪声的研究。
1975年马大猷教授的《微穿孔板吸声结构的理论和设计》论文在《中国科学》上发表,标志着这一独创理论的诞生。
20多年来,微穿孔板结构在国内外得到了迅速的发展,并在各个领域广泛的应用。
近年来,基于这一理论和设计,国内外发展了微穿孔板的多种应用。
以德国为例,简要介绍一下国外的发展情况。
德国议会大厅的音质改造是微穿孔板应用的一项主要成就。
大厅墙壁上所用微穿孔板是厚5mm的有机玻璃板,穿孔直径是0.55mm,孔距3.5mm,共振频率是250-800Hz。
在研制玻璃窗上的微穿孔板结构时,发现微穿孔板不但呈现良好的吸声性能,玻璃窗的隔声性质也提高了。
例如,厚8mm的玻璃窗,隔声级别为38dB,在窗前75mm处加一层微穿孔板后,隔声级别提高到41dB,增加了3dB。
现在德国通用的微穿孔板吸声体用1250×1250mm2,厚0.5mm的钢板制成。
另外,还有其它形式的吸声体。
1996年无纤维吸声材料有一个重要的发展,就是点粘连钢板共振体的发展。
实验证明,用厚2.5mm的钢板在几点上粘到厚100mm的泡沫塑料上,可以得到宽频带范围的吸收性质,低频可达到40Hz。
以上是德国在无纤维吸声材料领域中的一些主要研究结果。
我国是微穿孔理论和设计的发源地。
自马大猷教授发表了微穿孔板理论和设计以来,国内科技工作者开展了若干实验研究和应用开发工作,微穿孔结构开始应用在一些工业噪声场所。
进入90年代,微穿孔板在国内噪声控制工程,改善厅堂音质方面得到了广泛的应用。
其中,大型游泳池馆的吸声吊顶,一些需要清洁环境的重要产品空间,医院通风系统等,相继采用了微穿孔吸声处理。
最近噪声控制专家在设计高架路声屏障时,也采用了透明微穿孔板吸声结构,大大开拓了微穿孔板应用的新领域。
目前,需要一种安全、清洁、低噪声场所设计,即在一个需要清洁安全的场所,所有的噪声控制措施全部采用微穿孔板吸声结构。
包括微穿孔板吸声吊顶,微穿孔板消声器,移动式微穿孔板吸声隔声屏,采用微穿孔板吸声内衬的隔声箱,还有一些大的作业场所需要设置控制室,观察室,休息室等等。
用透明微穿孔板结构,隔声音量下降,室内声级下降。
以上是我们所了解的微穿孔板结构这种非纤维吸声材料的一些进展,近来越来越多的人相继开展了这方面的研究和开发工作。
微穿孔板吸声结构这种无纤维吸声材料,正在朝着标准化、系列化方向发展,其应用必将越来越广泛。
3吸声材料的应用及展望吸声材料最早用于对听闻音乐和语言有较高要求的建筑物中,如音乐厅、剧院、播音室等。
随着人们对声环境质量要求的提高,吸声材料在一般建筑中也到了广泛的应用。
在音质设计中,对房间的墙面、顶棚进行吸声处理或者悬挂强吸声体,可以减弱反射声,降低噪声;在产生气流噪声的进气或排气管道中设置消声器,能有效地降低气流噪声,减少噪声污染;利用吸声材料还可以调整声场分布,消除回声,控制反射声,以获得合适的混响时间。
特别指出的是,地下铁道作为一种城市现代化交通工具,其周围一般是城市居民众多,商业发达的地段,因而噪声治理显得非常重要。
最近吸声材料又有了新的进展,由湖北省机电研究设计院和深圳楚粤公司共同研制成功的“吸声降噪泡沫陶瓷”与传统吸声材料相比,有了质的飞跃,其性能指标在国内领先,填补了国内空白。