吸聲材料的類別和聲學特性

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1、吸聲材料的類別和聲學特性"Q5H0G-V-C3[4i.t3i+~當聲波入射到材料表面時，部分聲能將被材料吸收，使反射的聲能小于入射聲能，這即為材料的吸聲，材料吸聲能力的大小均用吸聲系數(shù)(α，﹪)來表征。嚴格講，任何材料都有一定程度的聲吸收，所謂吸聲材料是指那些具有相當大的吸聲性能、專門用作吸聲處理的材料，一般把吸聲系數(shù)α大于0.3的材料稱為吸聲材料。5d,n-q#H7l2m:A#@吸聲材料(或結(jié)構(gòu))通常按吸聲的頻率特性和本身的構(gòu)造分為兩大類：.Y??f"T+B%L5X)a(1)??按吸聲的頻率特性分類

2、：可分為低頻吸聲材料、中頻吸聲材料和高頻吸聲材料三類；9u.b#S5F6J(2)??按材料本身的構(gòu)造分類：可分為多孔性吸聲材料和共振吸聲材料兩類。5P+o-I1o8b#V一般來說，多孔性吸聲材料以吸收中、高頻聲能為主，而共振吸聲結(jié)構(gòu)則主要吸收低頻聲能。以下分別對材料(或結(jié)構(gòu))的吸聲機理和吸聲特性作概要的介紹；.G:V!_4S-Y%J3?1多孔性吸聲材料6r-D)_3Z0@1D/A4?6D(1)??材料的構(gòu)造特性和吸聲機理+r??h3J'h&T0V7C9N顧名思義，多孔吸聲材料就是有很多孔的材料，其主要

3、構(gòu)造特征是材料從表面到內(nèi)部均有相互連通的微孔。吸聲材料的主要吸聲機理是當聲波入射到多孔材料的表面時激發(fā)起微孔內(nèi)部的空氣振動，空氣與固體筋絡(luò)間產(chǎn)生相對運動，由于空氣的粘滯性在微孔內(nèi)產(chǎn)生相應(yīng)的粘滯阻力，使振動空氣的動能不斷轉(zhuǎn)化為熱能，使得聲能被衰減；另外在空氣絕熱壓縮時，空氣與孔壁之間不斷發(fā)生熱交換，也會使聲能轉(zhuǎn)化為熱能，從而被衰減。從上述的吸聲機理可以看出，多孔性吸聲材料必須具備以下幾個條件：'n-y!u;R6C$N!Y&^(Dl??????材料內(nèi)部應(yīng)有大量的微孔或間隙，而且孔隙應(yīng)盡量細小且分布均勻；!

4、Z:}'?!J:s;r7h2X(Ml??????材料內(nèi)部的微孔必須是向外敞開的，也就是說必須通到材料的表面，使得聲波能夠從材料表面容易地進入到材料的內(nèi)部；$a9C+u4I5T??[(yl??????材料內(nèi)部的微孔必須是相互連通的，而不能是封閉的。5F3R-^:{)K9g1?"Y:

5、"b/C(2)??影響多孔性吸聲材料吸聲特性的因素'K8o+`,R(v(I!d4g從多孔性吸聲材料本身的結(jié)構(gòu)可以看出，主要有以下幾個因素影響其吸聲特性：*O9H,U9X8Q4}1}l??????流阻：流阻的定義是空氣質(zhì)點通過

6、材料空隙中的阻力。流阻低的材料，低頻吸聲性能較差，而高頻吸聲性能較好；流阻較高的材料中、低頻吸聲性能有所提高，但高頻吸聲性能將明顯下降。對于一定厚度的多孔材料，應(yīng)有一個合理的流阻值，流阻過高或過低都不利于吸聲性能的提高。:?5G/E;l#]'G1l;M7C&p2u4cl??????孔隙率：孔隙率的定義是材料內(nèi)部空氣體積與材料總體積的比。對于吸聲材料來說，應(yīng)有較大的孔隙率，一般應(yīng)在70%以上，多數(shù)達到90%左右。;j%G&v6B0r$`#wl??????厚度：材料的厚度對其吸聲性能有關(guān)鍵的影響：'[-R

7、$I%U.?;

8、①????當材料較薄時，增加厚度，材料的低頻吸聲性能將有較大的提高，但對于高頻的吸聲性能則影響較小。/G2d#???Z-O%

9、3q!V*d②????當厚度增加到一定程度時，再增加材料的厚度，吸聲系數(shù)增加的斜率將逐步減小，見圖4-1。,K??{!s3^+h6p.e.e6[$g*p6h2_③????多孔材料的第一共振頻率近似與吸聲材料的厚度成反比。4Y/T6b!x*c-}#B厚度增加，低頻的吸聲性能提高，吸聲系數(shù)的峰值將向低頻移動，厚度增加一倍，吸聲系數(shù)的峰值將向低頻移動一個倍頻程。9j6

10、U%[6K*g5s6U2e/W#Gl??????容重：容重的定義是單位體積材料的質(zhì)量，一般用K來表示，例如40K玻璃棉板表示1m3的玻璃棉板重量為40kg。容重對材料吸聲性能的影響比較復(fù)雜，對于不同的材料，容重對其吸聲性能的影響不盡相同。一般對于同一種材料來說，當厚度不變時，增大容重可以提高中低頻的吸聲性能，但比增加厚度所引起的變化要小。對于每種不同的多孔性吸聲材料，一般都存在一個理想的容重范圍，在這個范圍內(nèi)材料的吸聲性能較好，容重過低或過高都不利于提高材料的吸聲性能。在常用的多孔性吸聲材料中，超細棉

11、的容重一般為10～20K，玻璃棉板的容重為40～60K，而巖棉的容重則在150～200K之間。3P.Z*[+

12、!x*O0J)`以上是材料本身特征對其吸聲性能的影響。除此之外，多孔性吸聲材料在實際聲學裝修工程中使用時一般都還需要進行安裝，并進行飾面處理，而安裝方法和飾面方式對材料的吸聲性能也有重要的影響。;`&d7s!a.p'f*W2共振吸聲材料(或結(jié)構(gòu))$f#`2?+o'P7z1p*Z$v共振吸聲材料主要吸收低頻的聲音，根據(jù)共振形式的不同，可分為腔體共振