吸聲材料的研究與應用
摘要：利(li)用吸聲(sheng)(sheng)(sheng)材料(liao)(liao)來吸聲(sheng)(sheng)(sheng)降(jiang)噪(zao)是治理噪(zao)聲(sheng)(sheng)(sheng)污染的重(zhong)要途徑之(zhi)一。闡述了共振吸聲(sheng)(sheng)(sheng)材料(liao)(liao)與(yu)多孔吸聲(sheng)(sheng)(sheng)材料(liao)(liao)吸聲(sheng)(sheng)(sheng)降(jiang)噪(zao)的機理，較(jiao)為(wei)詳細的介紹了各種吸聲(sheng)(sheng)(sheng)材料(liao)(liao)的分類、研究與(yu)應用及性能評價，對吸聲(sheng)(sheng)(sheng)材料(liao)(liao)未(wei)來研究發展趨(qu)勢(shi)加以展望(wang)。
噪(zao)聲污(wu)染已(yi)成為當代世界性的(de)(de)問題，同水污(wu)染和(he)大(da)氣污(wu)染一起被列為全球(qiu)三大(da)污(wu)染 。隨著工(gong)業、農業、交通(tong)運輸事業的(de)(de)迅速發展，噪(zao)聲污(wu)染日(ri)趨嚴重，它(ta)對人(ren)(ren)們(men)身心健(jian)康的(de)(de)危(wei)害，日(ri)益(yi)為人(ren)(ren)們(men)所認識和(he)關(guan)注(zhu)，并且(qie)在人(ren)(ren)口密集、經濟發達的(de)(de)大(da)中城市，噪(zao)聲污(wu)染的(de)(de)程(cheng)度越加嚴重，成為環境治理過程(cheng)中倍受關(guan)注(zhu)的(de)(de)熱點問題。
對噪(zao)聲(sheng)的(de)(de)防治措(cuo)施主要(yao)是(shi)控制(zhi)聲(sheng)源(yuan)和采用吸(xi)聲(sheng)材(cai)料(liao) 。聲(sheng)源(yuan)控制(zhi)主要(yao)是(shi)通(tong)過改進設備結(jie)構，提高加工和裝配質(zhi)量，以降(jiang)低聲(sheng)源(yuan)的(de)(de)輻射能量；而實際應用中最有效的(de)(de)噪(zao)聲(sheng)治理則是(shi)通(tong)過采用吸(xi)聲(sheng)材(cai)料(liao)來達到降(jiang)噪(zao)的(de)(de)效果。
1.吸聲機理
按吸聲(sheng)(sheng)(sheng)機理的(de)差(cha)異，吸聲(sheng)(sheng)(sheng)材(cai)料可分為共振(zhen)吸聲(sheng)(sheng)(sheng)材(cai)料和(he)多孔(kong)吸聲(sheng)(sheng)(sheng)材(cai)料兩大類(lei)。
共(gong)(gong)振(zhen)(zhen)吸(xi)聲(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)材料相(xiang)(xiang)當(dang)于多個(ge)亥(hai)姆(mu)霍茲吸(xi)聲(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)共(gong)(gong)振(zhen)(zhen)器(qi)并聯而(er)成的(de)(de)(de)(de)共(gong)(gong)振(zhen)(zhen)吸(xi)聲(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)結構(gou)。當(dang)聲(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)波(bo)(bo)垂(chui)直(zhi)入射到(dao)材料表面時(shi)(shi)，材料內(nei)(nei)(nei)及周圍的(de)(de)(de)(de)空(kong)氣(qi)隨(sui)聲(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)波(bo)(bo)一(yi)(yi)起來回振(zhen)(zhen)動(dong)，相(xiang)(xiang)當(dang)于一(yi)(yi)個(ge)活塞，它反(fan)抗體(ti)積速(su)度的(de)(de)(de)(de)變(bian)化(hua)是(shi)個(ge)慣性量。材料與壁面間(jian)的(de)(de)(de)(de)空(kong)氣(qi)層(ceng)相(xiang)(xiang)當(dang)于一(yi)(yi)個(ge)彈簧(huang)，它可(ke)以起到(dao)阻止聲(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)壓變(bian)化(hua)的(de)(de)(de)(de)作用(yong)(yong)。不(bu)同頻率(lv)的(de)(de)(de)(de)聲(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)波(bo)(bo)人射時(shi)(shi)，這種共(gong)(gong)振(zhen)(zhen)系(xi)統(tong)會產生不(bu)同的(de)(de)(de)(de)響應。當(dang)入射聲(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)波(bo)(bo)的(de)(de)(de)(de)頻率(lv)接近(jin)系(xi)統(tong)的(de)(de)(de)(de)固有(you)頻率(lv)時(shi)(shi)，系(xi)統(tong)內(nei)(nei)(nei)空(kong)氣(qi)的(de)(de)(de)(de)振(zhen)(zhen)動(dong)很(hen)強(qiang)烈，聲(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)能大量損(sun)耗，即聲(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)吸(xi)收最大。相(xiang)(xiang)反(fan)，當(dang)入射聲(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)波(bo)(bo)的(de)(de)(de)(de)頻率(lv)遠離系(xi)統(tong)固有(you)的(de)(de)(de)(de)共(gong)(gong)振(zhen)(zhen)頻率(lv)時(shi)(shi)，系(xi)統(tong)內(nei)(nei)(nei)空(kong)氣(qi)的(de)(de)(de)(de)振(zhen)(zhen)動(dong)很(hen)弱，因此吸(xi)聲(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)的(de)(de)(de)(de)作用(yong)(yong)很(hen)小。可(ke)見，這種共(gong)(gong)振(zhen)(zhen)吸(xi)聲(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)結構(gou)的(de)(de)(de)(de)吸(xi)聲(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)系(xi)數(shu)隨(sui)頻率(lv)而(er)變(bian)化(hua)，最高吸(xi)聲(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)作用(yong)(yong)出(chu)現在系(xi)統(tong)的(de)(de)(de)(de)共(gong)(gong)振(zhen)(zhen)頻率(lv)處。
多孔(kong)材(cai)(cai)料(liao)內(nei)部(bu)(bu)(bu)具有大量(liang)細微孔(kong)隙，孔(kong)隙間(jian)彼此(ci)貫通(tong)，孔(kong)隙深人材(cai)(cai)料(liao)內(nei)部(bu)(bu)(bu)且通(tong)過表(biao)面(mian)與外(wai)(wai)界相通(tong)，當聲(sheng)波入射(she)(she)到材(cai)(cai)料(liao)表(biao)面(mian)時(shi)，一部(bu)(bu)(bu)分(fen)在材(cai)(cai)料(liao)表(biao)面(mian)反(fan)(fan)(fan)射(she)(she)掉(diao)，另一部(bu)(bu)(bu)分(fen)則透(tou)入到材(cai)(cai)料(liao)內(nei)部(bu)(bu)(bu)向前傳播(bo)。在傳播(bo)過程中，引(yin)起孔(kong)隙的空氣運動，與形成孔(kong)壁(bi)的固(gu)體筋絡發生(sheng)摩擦，由于(yu)粘滯性(xing)(xing)和熱(re)傳導效應，將聲(sheng)能轉變為熱(re)能而耗散掉(diao)。同時(shi)，小孔(kong)中的空氣和孔(kong)壁(bi)與纖維之間(jian)的熱(re)交換(huan)引(yin)起的熱(re)損(sun)失也使聲(sheng)能衰減。此(ci)外(wai)(wai)，聲(sheng)波在鋼(gang)性(xing)(xing)壁(bi)面(mian)反(fan)(fan)(fan)射(she)(she)后，經過材(cai)(cai)料(liao)回(hui)到其表(biao)面(mian)時(shi)，一部(bu)(bu)(bu)分(fen)聲(sheng)波透(tou)射(she)(she)到空氣中，一部(bu)(bu)(bu)分(fen)又反(fan)(fan)(fan)射(she)(she)回(hui)材(cai)(cai)料(liao)內(nei)部(bu)(bu)(bu)。聲(sheng)波通(tong)過這種(zhong)反(fan)(fan)(fan)復傳播(bo)，使能量(liang)不斷轉換(huan)耗散，如此(ci)反(fan)(fan)(fan)復，直到平衡，進一步降(jiang)低了部(bu)(bu)(bu)分(fen)聲(sheng)能。
2.共振吸聲材料
2．1 薄板共振吸(xi)聲材料
用各類薄(bo)板(ban)(ban)固(gu)定在骨架上，板(ban)(ban)后留有空腔就構成(cheng)了(le)(le)薄(bo)板(ban)(ban)共(gong)振(zhen)(zhen)吸聲(sheng)結構。當聲(sheng)波入射到該結構時，薄(bo)板(ban)(ban)在聲(sheng)波交變壓力激(ji)發下被迫振(zhen)(zhen)動，使板(ban)(ban)心彎曲變形，出(chu)現(xian)了(le)(le)板(ban)(ban)內部摩擦損耗，而將機械能(neng)變為(wei)熱能(neng)。在共(gong)振(zhen)(zhen)頻(pin)率(lv)時，消耗聲(sheng)能(neng)最大。共(gong)振(zhen)(zhen)頻(pin)率(lv)f0的計算(suan)式如下：
f0=600/M0L (1)
式中M0為(wei)板(ban)材的(de)(de)面密(mi)度(kg／m2)；L為(wei)板(ban)后(hou)空(kong)氣(qi)層(ceng)的(de)(de)厚(hou)度(cm)。在(zai)同一(yi)材料(liao)(liao)中，板(ban)越厚(hou)，共(gong)(gong)振頻率越低；其后(hou)的(de)(de)空(kong)氣(qi)層(ceng)越大(da)，共(gong)(gong)振頻率也越低。這類結(jie)構(gou)在(zai)劇場建(jian)筑(zhu)中應用最廣。在(zai)觀(guan)眾廳、排練廳和(he)琴室(shi)內的(de)(de)膠(jiao)合板(ban)護墻(qiang)即(ji)為(wei)薄板(ban)共(gong)(gong)振吸聲(sheng)(sheng)結(jie)構(gou)。共(gong)(gong)振頻率一(yi)般(ban)在(zai)60—315Hz范圍內。如在(zai)板(ban)后(hou)空(kong)腔內或(huo)龍骨(gu)邊緣填以多孔吸聲(sheng)(sheng)材料(liao)(liao)，可將吸聲(sheng)(sheng)頻帶展寬。
2．2 穿孔(kong)板共振吸聲材料
在薄板(ban)(ban)(ban)上穿(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)(kong)，并(bing)離(li)結(jie)(jie)構(gou)層(ceng)一(yi)定距離(li)安裝，就形(xing)成穿(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)(kong)板(ban)(ban)(ban)共振吸(xi)(xi)聲(sheng)(sheng)結(jie)(jie)構(gou)。金屬板(ban)(ban)(ban)制品，膠合板(ban)(ban)(ban)、硬質(zhi)纖維板(ban)(ban)(ban)、石(shi)膏板(ban)(ban)(ban)和(he)石(shi)棉水泥板(ban)(ban)(ban)等，在其表面開一(yi)定數(shu)量的(de)(de)(de)孔(kong)(kong)(kong)(kong)，其后具有(you)一(yi)定厚(hou)度的(de)(de)(de)封閉空(kong)(kong)氣層(ceng)就組成了(le)穿(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)(kong)板(ban)(ban)(ban)吸(xi)(xi)聲(sheng)(sheng)結(jie)(jie)構(gou)。它的(de)(de)(de)吸(xi)(xi)聲(sheng)(sheng)性能(neng)是和(he)板(ban)(ban)(ban)厚(hou)、孔(kong)(kong)(kong)(kong)徑、孔(kong)(kong)(kong)(kong)距、空(kong)(kong)氣層(ceng)的(de)(de)(de)厚(hou)度以(yi)及板(ban)(ban)(ban)后所填的(de)(de)(de)多(duo)孔(kong)(kong)(kong)(kong)材料(liao)的(de)(de)(de)性質(zhi)和(he)位置有(you)關。它的(de)(de)(de)吸(xi)(xi)聲(sheng)(sheng)特性是以(yi)一(yi)邊的(de)(de)(de)頻率為中(zhong)心呈 “山”形(xing)，主要是吸(xi)(xi)收中(zhong)、低(di)頻的(de)(de)(de)聲(sheng)(sheng)能(neng)。穿(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)(kong)板(ban)(ban)(ban)吸(xi)(xi)聲(sheng)(sheng)結(jie)(jie)構(gou)空(kong)(kong)腔(qiang)無吸(xi)(xi)聲(sheng)(sheng)材料(liao)時，最大吸(xi)(xi)聲(sheng)(sheng)系(xi)(xi)數(shu)約為0．3-0．6，這時穿(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)(kong)率不宜過大，以(yi)1％ 一(yi)50％比(bi)較合適。穿(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)(kong)率大，則吸(xi)(xi)聲(sheng)(sheng)系(xi)(xi)數(shu)峰(feng)值下降，且吸(xi)(xi)聲(sheng)(sheng)帶寬(kuan)(kuan)變窄。在穿(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)(kong)板(ban)(ban)(ban)吸(xi)(xi)聲(sheng)(sheng)結(jie)(jie)構(gou)空(kong)(kong)腔(qiang)內放置多(duo)孔(kong)(kong)(kong)(kong)吸(xi)(xi)聲(sheng)(sheng)材料(liao)，可增大吸(xi)(xi)聲(sheng)(sheng)系(xi)(xi)數(shu)，并(bing)展寬(kuan)(kuan)有(you)效吸(xi)(xi)聲(sheng)(sheng)頻帶，尤其當多(duo)孔(kong)(kong)(kong)(kong)材料(liao)貼(tie)近(jin)穿(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)(kong)板(ban)(ban)(ban)時吸(xi)(xi)聲(sheng)(sheng)效果最好。
2．3 微穿(chuan)孔板共振吸聲材料
由于(yu)穿(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)板(ban)(ban)吸聲(sheng)(sheng)結(jie)構存在(zai)吸聲(sheng)(sheng)頻(pin)帶較窄的(de)缺點(dian)，近年來國內研制出(chu)(chu)了(le)微(wei)穿(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)板(ban)(ban)吸聲(sheng)(sheng)結(jie)構。著名聲(sheng)(sheng)學專家馬大猷教(jiao)授等奠定了(le)微(wei)穿(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)板(ban)(ban)吸聲(sheng)(sheng)結(jie)構的(de)理論基礎，給出(chu)(chu)了(le)具(ju)體設計方法，可以設計制造(zao)各種型式的(de)微(wei)穿(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)板(ban)(ban)吸聲(sheng)(sheng)結(jie)構。通常(chang)，采(cai)用(yong)板(ban)(ban)厚、孔(kong)徑均在(zai)1 mm以下，穿(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)率(lv)為(wei)1％ 一3％ 的(de)薄金屬板(ban)(ban)(通常(chang)用(yong)鋁板(ban)(ban))與(yu)背后空氣層(ceng)組成微(wei)穿(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)板(ban)(ban)吸聲(sheng)(sheng)結(jie)構。微(wei)穿(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)板(ban)(ban)的(de)孔(kong)細(xi)而(er)密；因此(ci)比穿(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)板(ban)(ban)的(de)聲(sheng)(sheng)阻(zu)大，而(er)聲(sheng)(sheng)質(zhi)量小(xiao)，從而(er)在(zai)吸聲(sheng)(sheng)系數和(he)吸聲(sheng)(sheng)頻(pin)帶方面(mian)優(you)于(yu)穿(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)板(ban)(ban)。微(wei)穿(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)板(ban)(ban)結(jie)構不(bu)需在(zai)板(ban)(ban)后配置多孔(kong)吸聲(sheng)(sheng)材(cai)料使結(jie)構大為(wei)簡化，同時具(ju)有衛生、美觀、耐高(gao)溫(wen)等優(you)點(dian)。當(dang)用(yong)微(wei)穿(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)板(ban)(ban)作消聲(sheng)(sheng)器時，在(zai)高(gao)速氣流(liu)條(tiao)件下，阻(zu)力損失較小(xiao)，因此(ci)，這(zhe)類材(cai)料在(zai)空調系統的(de)消聲(sheng)(sheng)結(jie)構中(zhong)應用(yong)較廣。
3.多孔吸聲材料
多孔材(cai)(cai)料(liao)是普遍應用的(de)吸聲材(cai)(cai)料(liao)，按其所(suo)選材(cai)(cai)料(liao)的(de)物理(li)特性和外觀，主要分為(wei)纖(xian)維(wei)(wei)材(cai)(cai)料(liao)和泡沫(mo)材(cai)(cai)料(liao)，而纖(xian)維(wei)(wei)材(cai)(cai)料(liao)又分為(wei)無機纖(xian)維(wei)(wei)材(cai)(cai)料(liao)和有機纖(xian)維(wei)(wei)材(cai)(cai)料(liao)。
3．1 無機纖維吸聲材料
無機(ji)纖維(wei)吸聲材料(liao)(liao)(liao)主要指巖棉(mian)、玻璃棉(mian)以(yi)及(ji)硅(gui)酸鋁纖維(wei)棉(mian)等人造無機(ji)纖維(wei)材料(liao)(liao)(liao)。玻璃棉(mian)分為(wei)短棉(mian)、超(chao)細棉(mian)以(yi)及(ji)中級(ji)纖維(wei)3種。這類材料(liao)(liao)(liao)不(bu)僅具有良好(hao)(hao)的(de)(de)吸聲性(xing)(xing)能而且具有質輕、不(bu)燃、不(bu)腐、不(bu)易老化等特(te)性(xing)(xing)，在聲學工(gong)程中獲得廣(guang)泛的(de)(de)應用(yong)(yong)。但由于其性(xing)(xing)脆易斷，受潮(chao)(chao)后(hou)吸聲性(xing)(xing)能下(xia)降嚴重、易對環境產生危害等原(yuan)因，適(shi)用(yong)(yong)范圍(wei)受到很大的(de)(de)限(xian)制(zhi)。目前這類纖維(wei)吸聲材料(liao)(liao)(liao)采用(yong)(yong)先進的(de)(de)加工(gong)方法，可(ke)以(yi)加工(gong)成氈(zhan)狀、板狀等，經(jing)過防潮(chao)(chao)處(chu)理后(hou)，可(ke)以(yi)生產出(chu)穩定性(xing)(xing)好(hao)(hao)、吸濕率低、施工(gong)性(xing)(xing)能好(hao)(hao)的(de)(de)產品。
3．2 有(you)機(ji)纖維吸聲材料
早期使用的吸(xi)聲材(cai)料主要為植物纖(xian)(xian)維制品，如(ru)棉麻纖(xian)(xian)維、毛氈、甘(gan)蔗纖(xian)(xian)維板、木質(zhi)纖(xian)(xian)維板以(yi)及稻草板等(deng)有機天然(ran)纖(xian)(xian)維材(cai)料。有機合成纖(xian)(xian)維材(cai)料主要是化學纖(xian)(xian)維，如(ru)晴綸(lun)棉、滌(di)綸(lun)棉等(deng)。這些材(cai)料在(zai)中(zhong)、高頻(pin)范圍內具有良好的吸(xi)聲性能，但防(fang)火、防(fang)腐(fu)、防(fang)潮(chao)等(deng)性能較(jiao)差，從(cong)而大大限制了(le)其(qi)應用。
3．3 泡沫吸聲材料
根據材料(liao)(liao)的物理化學(xue)性質的不(bu)同，泡沫吸(xi)聲(sheng)材料(liao)(liao)可以分為泡沫金屬(shu)、泡沫塑料(liao)(liao)和泡沫玻璃吸(xi)聲(sheng)材料(liao)(liao)。 3．3．1 泡沫金屬(shu)吸(xi)聲(sheng)材料(liao)(liao)
泡(pao)(pao)(pao)(pao)(pao)沫金(jin)屬(shu)(shu)是一種新型多孔吸聲(sheng)材料，經(jing)過發(fa)泡(pao)(pao)(pao)(pao)(pao)處理在其內(nei)部形成大(da)量的(de)(de)(de)氣(qi)泡(pao)(pao)(pao)(pao)(pao)，這(zhe)些氣(qi)泡(pao)(pao)(pao)(pao)(pao)分布在連續(xu)的(de)(de)(de)金(jin)屬(shu)(shu)相(xiang)(xiang)中(zhong)構成孔隙(xi)結(jie)構，使泡(pao)(pao)(pao)(pao)(pao)沫金(jin)屬(shu)(shu)把連續(xu)相(xiang)(xiang)金(jin)屬(shu)(shu)的(de)(de)(de)特性(xing)(xing)(如(ru)強度(du)大(da)、導熱性(xing)(xing)好、耐高溫等(deng))與分散(san)相(xiang)(xiang)氣(qi)孔的(de)(de)(de)特性(xing)(xing)(如(ru)阻尼(ni)性(xing)(xing)、隔離性(xing)(xing)、絕緣性(xing)(xing)、消聲(sheng)減震性(xing)(xing)等(deng))有機結(jie)合在一起；同時(shi)，泡(pao)(pao)(pao)(pao)(pao)沫金(jin)屬(shu)(shu)還具有良(liang)好的(de)(de)(de)電磁(ci)屏(ping)蔽性(xing)(xing)和(he)抗腐蝕性(xing)(xing)能 。泡(pao)(pao)(pao)(pao)(pao)沫金(jin)屬(shu)(shu)最早由(you)美(mei)國Ethyl 公司從(cong)20世紀60年代開始(shi)(shi)研(yan)究(jiu)，我(wo)國對(dui)泡(pao)(pao)(pao)(pao)(pao)沫金(jin)屬(shu)(shu)的(de)(de)(de)研(yan)制始(shi)(shi)于20世紀80年代。目前泡(pao)(pao)(pao)(pao)(pao)沫金(jin)屬(shu)(shu)研(yan)究(jiu)已(yi)經(jing)涉(she)及到(dao)的(de)(de)(de)金(jin)屬(shu)(shu)包括Al、Ni、Cu、Mg等(deng)，其中(zhong)研(yan)究(jiu)最多的(de)(de)(de)是泡(pao)(pao)(pao)(pao)(pao)沫鋁(lv)及其合金(jin)。國內(nei)還有人對(dui)泡(pao)(pao)(pao)(pao)(pao)沫鋁(lv)的(de)(de)(de)水下聲(sheng)吸收特性(xing)(xing)及影響因素進行了(le)研(yan)究(jiu)，發(fa)現泡(pao)(pao)(pao)(pao)(pao)沫鋁(lv)同時(shi)具有較好的(de)(de)(de)水下吸聲(sheng)性(xing)(xing)能。泡(pao)(pao)(pao)(pao)(pao)沫鋁(lv)已(yi)經(jing)成功(gong)應用于空(kong)壓機房、列車發(fa)動機房、聲(sheng)頻室、施工(gong)現場等(deng)吸聲(sheng)領域(yu)，并取得了(le)很好的(de)(de)(de)效果。
3．3．2 泡沫(mo)塑料(liao)吸(xi)聲材料(liao)
當前應(ying)用(yong)比較多的(de)(de)泡(pao)沫(mo)塑料(liao)(liao)吸(xi)(xi)聲(sheng)(sheng)材料(liao)(liao)主(zhu)要是(shi)(shi)聚(ju)氨(an)(an)酯(zhi)泡(pao)沫(mo)塑料(liao)(liao)。這種材料(liao)(liao)無臭、透(tou)氣(qi)、氣(qi)泡(pao)均勻、耐老化(hua)、抗有機(ji)溶(rong)劑(ji)侵蝕，對金屬、木(mu)材、玻璃、磚石、纖維等(deng)有很強(qiang)的(de)(de)粘(zhan)(zhan)合性(xing)(xing)。特(te)別是(shi)(shi)硬質聚(ju)氨(an)(an)酯(zhi)泡(pao)沫(mo)塑料(liao)(liao)還(huan)具有很高的(de)(de)結構強(qiang)度和絕緣性(xing)(xing)-l引(yin)。目前我國(guo)已(yi)開發研制并生產了阻(zu)(zu)燃(ran)聚(ju)氨(an)(an)酯(zhi)泡(pao)沫(mo)塑料(liao)(liao)板。該產品正面(mian)(mian)有一層不影響吸(xi)(xi)聲(sheng)(sheng)的(de)(de)阻(zu)(zu)燃(ran)薄膜覆蓋，防止灰(hui)塵和油水浸(jin)入堵塞(sai)泡(pao)孔。反面(mian)(mian)涂有不干膠，安裝(zhuang)時可直接粘(zhan)(zhan)貼。聚(ju)氨(an)(an)酯(zhi)泡(pao)沫(mo)塑料(liao)(liao)板是(shi)(shi)一種性(xing)(xing)能良好的(de)(de)強(qiang)吸(xi)(xi)聲(sheng)(sheng)體，具有阻(zu)(zu)燃(ran)性(xing)(xing)好、容重輕、耐潮(chao)、易于(yu)切割和安裝(zhuang)方(fang)便等(deng)特(te)點，適用(yong)于(yu)機(ji)電產品的(de)(de)隔聲(sheng)(sheng)罩，吸(xi)(xi)聲(sheng)(sheng)屏障，空調(diao)消聲(sheng)(sheng)器(qi)，以及在影劇(ju)院、會堂、廣播(bo)室、電影錄音室、電視演播(bo)室等(deng)音質設(she)計工程中控(kong)制混響時間(jian)。
此外，用于吸聲材料(liao)的(de)泡(pao)沫(mo)塑料(liao)還(huan)有橡膠改性的(de)聚(ju)丙烯(xi)泡(pao)沫(mo)塑料(liao)、聚(ju)偏二氟乙烯(xi)泡(pao)沫(mo)塑料(liao)和聚(ju)氰胺(an)酯(zhi)泡(pao)沫(mo)等。
3．3．3 泡沫玻璃吸聲(sheng)材(cai)料
泡沫(mo)玻(bo)(bo)璃(li)是(shi)以玻(bo)(bo)璃(li)粉(fen)為原料，加(jia)(jia)入發泡劑及其它(ta)外摻劑經高溫焙燒而成的(de)(de)輕(qing)(qing)質塊狀材料，其孔隙率可達85％以上。泡沫(mo)玻(bo)(bo)璃(li)板厚度的(de)(de)增(zeng)加(jia)(jia)對吸(xi)聲系(xi)數影響不(bu)(bu)明顯，因此(ci)一般(ban)選(xuan)用20 30mm厚的(de)(de)板材，可以獲得(de)比(bi)(bi)較高的(de)(de)性價(jia)比(bi)(bi)。泡沫(mo)玻(bo)(bo)璃(li)具(ju)有質輕(qing)(qing)、不(bu)(bu)燃、不(bu)(bu)腐、不(bu)(bu)易老化、無氣味、受潮甚至吸(xi)水后(hou)不(bu)(bu)變形、易于切割加(jia)(jia)工、施工方便(bian)和(he)不(bu)(bu)會(hui)產生纖維粉(fen)塵污(wu)染環(huan)境等優點，非常適合于要求潔凈環(huan)境的(de)(de)通(tong)風和(he)空調系(xi)統的(de)(de)消聲。由于泡沫(mo)玻(bo)(bo)璃(li)板強度較低，背(bei)后(hou)不(bu)(bu)宜留(liu)空腔(qiang)，否則容(rong)易損(sun)壞，所以靠增(zeng)加(jia)(jia)空腔(qiang)來提(ti)高此(ci)類材料低頻吸(xi)聲性能的(de)(de)方法，其效(xiao)果較差(cha)。
4.材料吸聲性能的評價
吸(xi)(xi)聲(sheng)材料的吸(xi)(xi)聲(sheng)性能(neng)(neng)好壞，主要通過其吸(xi)(xi)聲(sheng)系數的高、低來表示。吸(xi)(xi)聲(sheng)系數是(shi)指聲(sheng)波在物體表面(mian)反射時(shi)，其能(neng)(neng)量被吸(xi)(xi)收(shou)的百分率，通常用符號(hao)a表示，a 值越(yue)大，吸(xi)(xi)聲(sheng)性能(neng)(neng)就越(yue)好。
a=(Ei—Ea)／Ei (2)
式中，Ea為(wei)未被吸(xi)(xi)(xi)(xi)收的(de)聲能，Ei為(wei)人射(she)總聲能。由于材料的(de)吸(xi)(xi)(xi)(xi)聲系數(shu)(shu)(shu)(shu)有(you)關，即同(tong)一材料各個頻率(lv)(lv)的(de)吸(xi)(xi)(xi)(xi)聲系數(shu)(shu)(shu)(shu)是(shi)不同(tong)的(de)。我國混響室法(fa)吸(xi)(xi)(xi)(xi)聲系數(shu)(shu)(shu)(shu)測量規定的(de)測試(shi)頻率(lv)(lv)范圍為(wei)100—5 000 Hz。降噪(zao)系數(shu)(shu)(shu)(shu)(NRC)是(shi)取(qu)250、500、1 000和2 000 4個頻帶吸(xi)(xi)(xi)(xi)聲系數(shu)(shu)(shu)(shu)的(de)平均值。
NRC=(a250+a500+a1000+a2000)／4 (3)
對于室內音質設計和噪聲(sheng)(sheng)(sheng)控(kong)制所用(yong)的吸(xi)(xi)聲(sheng)(sheng)(sheng)材料，我國已(yi)制定吸(xi)(xi)聲(sheng)(sheng)(sheng)性(xing)能等(deng)級劃(hua)分的國家標準GB／T16731-997。該(gai)標準規定了(le)采(cai)用(yong)降噪系數(shu)的大小來評定材料的吸(xi)(xi)聲(sheng)(sheng)(sheng)性(xing)能等(deng)級。大多數(shu)材料都(dou)有一定的吸(xi)(xi)聲(sheng)(sheng)(sheng)能力，一般把平均吸(xi)(xi)聲(sheng)(sheng)(sheng)系數(shu)大于0．2的材料稱為(wei)吸(xi)(xi)聲(sheng)(sheng)(sheng)材料，平均吸(xi)(xi)聲(sheng)(sheng)(sheng)系數(shu)大于0．56的材料稱為(wei)高效吸(xi)(xi)聲(sheng)(sheng)(sheng)材料。
未來展望
吸聲材料的研究與應用對于噪聲污染的治理具有十分重要的意義。傳統的吸聲材料因其存在著諸多缺陷，如：降噪系數低、使用壽命短、易潮解和二次污染等，已逐漸淡出市場而為新型吸聲材料所替代。多孔吸聲材料對于中高頻噪聲具有較好的吸聲效果，而共振吸聲材料則可以較好的吸收中低頻噪聲。因此，如何在研究新材料、新工藝、新結構等方面，特別是在如何利用新型構造形式最大限度地發揮吸聲材料的吸聲性能，設計出適合各種場合需求的新結構，將是未來吸聲材料發展的一大趨勢。這就需要走材料復合的道路，把無機材料與有機材料復合，將多孔吸聲與共振吸聲相結合，開發新一代高效吸聲材料；同時，還應進一步降低生產成本，使生產規模化、產品優質化，吸聲材料的研究任重道遠。
使用微信“掃一掃”功能添加“谷騰環保網”
