[科普中國(guó)]-吸音材料

簡(jiǎn)介

吸聲材料大多為疏松多孔的材料，如礦渣棉、毯子等，其吸聲機(jī)理是聲波深入材料的孔隙，且孔隙多為內(nèi)部互相貫通的開(kāi)口孔，受到空氣分子摩擦和粘滯阻力，以及使細(xì)小纖維作機(jī)械振動(dòng)，從而使聲能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮堋＿@類(lèi)多孔性吸聲材料的吸聲系數(shù)，一般從低頻到高頻逐漸增大，故對(duì)高頻和中頻的聲音吸收效果較好。

原理聲音源于物體的振動(dòng)，它引起鄰近空氣的振動(dòng)而形成聲波，并在空氣介質(zhì)中向四周傳播。

當(dāng)聲音傳入構(gòu)件材料表面時(shí)，聲能一部分被反射，一部分穿透材料，還有一部由于構(gòu)件材料的振動(dòng)或聲音在其中傳播時(shí)與周?chē)橘|(zhì)摩擦，由聲能轉(zhuǎn)化成熱能，聲能被損耗，即通常所說(shuō)聲音被材料吸收。

材料的吸聲性能除與材料本身結(jié)構(gòu)、厚度及材料的表面特征有關(guān)外，還和聲音的入射方向和頻率有關(guān)。

分類(lèi)根據(jù)材料的結(jié)構(gòu)不同，吸音材料可分為多孔、共振、特殊結(jié)構(gòu)等 3 類(lèi)。目前多孔吸音材料應(yīng)用最為廣泛，主要包括有機(jī)纖維、無(wú)機(jī)纖維、無(wú)機(jī)泡沫及泡沫塑料等 4 類(lèi)。

有機(jī)纖維吸音材料

早期的有機(jī)纖維吸聲材料主要是指天然植物纖維，其在中、高頻范圍吸聲性能良好，但防火、防腐、防潮等性能較差。隨著合成工業(yè)的飛速發(fā)展，研究人員對(duì)合成纖維進(jìn)行了深入的研究。

無(wú)機(jī)纖維吸音材料

無(wú)機(jī)纖維吸聲材料主要是指天然的或人造的以無(wú)機(jī)礦物為基本成分的一類(lèi)纖維材料，這類(lèi)材料不僅吸聲性能良好而且質(zhì)輕、不燃，但安裝不便，對(duì)環(huán)境有污染，會(huì)影響人們的健康。隨后, 具有阻燃、耐高溫和高強(qiáng)等特點(diǎn)的金屬纖維吸聲材料問(wèn)世，吸聲性能優(yōu)異，但造價(jià)較高，工藝復(fù)雜。

無(wú)機(jī)泡沫吸音材料

目前科研人員主要集中在泡沫玻璃和泡沫金屬的研究上。泡沫玻璃質(zhì)輕、不腐、不燃、無(wú)氣味、施工方便，其孔隙率可達(dá)85%以上，但工藝不好控制，成本較高。泡沫金屬是一種新型多孔材料，主要研究泡沫鋁及其合金。經(jīng)過(guò)發(fā)泡處理使其內(nèi)部形成大量氣泡，分布在連續(xù)的金屬相中構(gòu)成孔隙結(jié)構(gòu)。

泡沫塑料吸音材料

泡沫塑料吸音材料主要是指以各種樹(shù)脂為基料，加入少許的發(fā)泡劑、催化劑、穩(wěn)定劑等輔助材料，經(jīng)加熱發(fā)泡制成的一種輕質(zhì)、吸聲、隔熱、阻燃、耐腐蝕、防震材料，目前應(yīng)用較廣的是聚氨酯泡沫吸音材料，但其強(qiáng)度低，使用不便1。

展望目前吸音材料在家用、汽車(chē)、建筑等領(lǐng)域飛速發(fā)展，在研究者的不斷努力下，非織造吸音材料的性能日益優(yōu)異，很大程度上滿足了社會(huì)的需要，但仍未出現(xiàn)一種材料能夠?qū)⒉煌l段的聲波完全吸收。要更好地提高吸音材料的吸音性能，應(yīng)在多孔吸音機(jī)理與共振吸音機(jī)理相結(jié)合的基礎(chǔ)上多做努力，通過(guò)多孔吸音材料與共振吸音材料的復(fù)合工藝研究，能有效實(shí)現(xiàn)材料在高頻、低頻不同頻段均具有高效的吸音性能。同時(shí)，結(jié)合聲波的自身特性，通過(guò)不同原料的混合以及不同非織造工藝的組合，可以充分利用非織造材料特有的三維結(jié)構(gòu)來(lái)制備滿足材料多樣化性能要求的高效吸音材料。當(dāng)然，更應(yīng)該本著材料成本低廉、產(chǎn)品優(yōu)質(zhì)、環(huán)境友好等要求，為吸音材料的發(fā)展多做努力。