人工漂珠制备吸声材料的降噪性能研究

中低频噪音污染已是影响人类身心健康的重要环境污染之一,开发中低频吸声系数高、制造成本低的吸声材料一直以来都是降噪行业的重要目标。人工漂珠(简称漂珠)既可以通过收集矿石开采后废弃的小颗粒矿砂获得,又可以通过粉碎矿石形成所需粒径的矿砂,然后再经矿砂预热、煅烧等工艺获得。其表面和内部具有大量孔隙,因而具备潜在的吸声性能,但其用作吸声材料的潜力尚未得到充分的探索。本工作旨在探讨由漂珠制成的吸声材料的吸声性能。采用不同粒径搭配不同用量的漂珠和粘合剂制备四种吸声材料样品,对其微观形貌进行表征,统计孔隙面积分布,并用阻抗管测量四种材料的吸声系数。结果表明,在本工作所涉及的参数范围内,四种吸声材料在400~1000 Hz频率上均可有效吸收噪声(吸声系数大于0.2)。随着粒径小、孔隙小的漂珠用量的增加,漂珠制备的材料的吸声能力逐步增强,主要是由于孔隙的减小延长了声波在材料内部的传播路径。此外,不同粒径搭配不同漂珠用量还会影响材料吸声系数峰值所对应的频率;换言之,可以通过漂珠配比的针对性设计,加强吸声材料对某一给定频率噪声的敏感度。本研究可为开发以漂珠为主要成分的低成本吸声材料提供新的思路。

海水老化下类填充微穿孔板结构水下吸声材料的性能及其寿命预测

针对现阶段潜艇用水下吸声材料的低厚度强低频吸声的性能诉求,基于三维间隔织物,将兼具多孔和共振吸声特性的类填充微穿孔板(F-MPPL)结构引入常规空心微珠填充水下吸声材料(HBF复合材料)中,设计出新型三相复合水下吸声材料(F-MPPL复合材料)。鉴于海中复杂环境对水下吸声材料声学性能的影响,采用人工海水浸泡的方法对F-MPPL复合材料进行海水老化,结果发现老化12个月后的F-MPPL复合材料平均吸声系数下降了13.6%。同时,基于海水老化下孔隙率和穿孔率的变化对最终宏观模型仿真结果的影响,对F-MPPL复合材料的水下吸声性能寿命进行预测发现,模型可准确预测材料吸声峰值的位置,但对材料吸声系数峰值的大小预测稍有偏差。研究结果可为各类水下吸声材料的吸声性能老化研究提供实践经验,并为F-MPPL结构在海水老化下的长期寿命预测及性能优化提供理论参考。

PLA超细纤维/非织造吸声材料的制备及性能

目前石油基多孔吸声材料在市面上被广泛应用,在环保方面仍存在一系列问题亟待解决,因此需要开发绿色可降解的多孔吸声材料。首先以聚乳酸(PLA)纤维为原料,通过针刺非织造工艺制备了PLA针刺非织造材料,考察了针刺道数、纤维喂入量、针刺深度对非织造材料结构和吸声性能的影响。结果表明,较大的纤维喂入量和适当针刺深度能够显著提升非织造材料的吸声性能,在针刺道数8道和针刺深度5mm下制备的面密度为300g/m2的针刺非织造材料(PLA300-8-5)吸声系数可达0.56。采用静电纺丝技术制备不同形貌的PLA超细纤维,并将其与PLA300-8-5非织造基材复合,构建PLA超细纤维复合吸声材料,探究了纤维形貌及超细纤维膜厚度对材料吸声性能的影响,结果表明,多孔纤维及较厚的纤维膜可以有效增强吸声性能。PLA超细纤维复合吸声材料的构建为后续新型高效吸声材料的设计开发提供一定的理论基础。

硅溶胶改性的绿色环保室内吸声材料制备与性能研究

为同时达到缓解噪音污染和环境污染的目的,利用针叶木纤维、硅溶胶、苯丙乳液、十二烷基苯磺酸钠、发泡浆料等原材料制备了一种室内绿色环保可降解吸声材料,并对材料的吸声性能进行了研究。结果表明,利用硅溶胶对吸声材料进行改性,可显著提升材料的力学性能和吸声性能,当硅溶胶掺量为8%时,可达到材料孔隙结构和吸声效果的最优平衡;增大植物纤维密度和厚度,可以提升材料在中低频率下的吸声系数,但对于中高频率的吸声性能提升效果并不显著;Delany-Bazley模型能够较为准确地预测不同流阻率植物纤维基吸声材料的吸声系数,预测值与试验数据平均误差仅为1.8%。

多孔吸声材料吸声性能优化及工程应用

本文采用粒子群优化技术拟合多孔吸声材料JCA(Johnson-Champonx-Allward)模型中的非声学参数,并作为多孔吸声材料改进方向的依据,将其平均吸声系数从0.51提高至0.85。实验证明:优化后,在某体育馆建筑中的空调机组降噪工程中,进行实测敏感建筑处的夜间噪声,噪声由61.6dBA降低至48.6dBA,达到了降噪整改的效果。

大型公共建筑工程中吸声材料的应用

随着我国社会经济的飞速发展,各类大型公共建筑工程建设规模也在不断扩大,如城市体育馆、影剧院、大型娱乐中心等。此类大型公共建筑工程不仅具有很好的使用功能,而且还具有独特的艺术效果,使人们在视觉和听觉上获得美的享受。但目前很多大型公共建筑工程存在声学效果差的问题,严重影响了人们的视听效果。因此,文章介绍了大型公共建筑工程中常用的吸声材料,阐述了大型公共建筑工程中吸声材料应用的重要性及要点,并对大型公共建筑工程中吸声材料的具体应用及应用的注意事项进行了论述。

凝胶注模-发泡法制备煤矸石多孔吸声材料的工艺研究

本文以煤矸石为基体组分,以十二烷基硫酸钠为发泡剂,以氯化铵为促凝剂,以硼砂为烧结助剂结合凝胶注模法及发泡法制备了多孔吸声材料,并研究了水固比、胶凝剂含量和烧结温度等因素对浆料黏度和多孔吸声材料显气孔率、吸声系数以及抗折强度的影响,最终制得显气孔率为49.54%、1600 Hz频段吸声系数为0.953、抗折强度为2.67 MPa的多孔吸声材料。结果表明:水固比对浆料的黏度和多孔吸声材料显气孔率、吸声系数以及抗折强度都有显著影响;胶凝剂含量主要影响材料的显气孔率,进而影响材料的抗折强度;烧结温度主要影响材料的孔径分布,进而影响材料不同频段的吸声系数。水固比0.35、胶凝剂含量35%(质量分数)、烧结温度700℃为最佳制备工艺参数。

声激励下圆柱壳敷设多孔吸声材料声辐射特性及计算方法

[目的]旨在研究声激励下内壁上敷设有多孔纤维吸声材料的环肋单层圆柱壳振动声辐射特性和计算方法。[方法]在Johnson-Champoux-Allard(JCA)等效流体理论模型和多层介质传递矩阵的基础上,推导多层吸声结构吸声系数的理论公式,验证对比用于计算声激励下敷设多孔吸声材料的环肋单层圆柱壳振动声辐射的3种方法(即多孔介质声学实体建模、有限元模型结合理论公式和设置吸声系数阻抗边界)。最后,研究吸声材料厚度、空气背衬层、材料静态流阻和排布顺序对该单层圆柱壳结构吸声效果的影响。[结果]敷设多孔吸声材料可降低圆柱壳结构振动声辐射。基于敷设了多孔吸声材料圆柱壳的吸声系数曲线的分析结果,可以快速有效地预测圆柱壳振动声辐射结果趋势。[结论]通过合理设计吸声材料属性和排布顺序可以有效提高吸声结构吸声性能,从而达到减振降噪的目的。

吸声材料布局对铁路声屏障降噪效果影响研究

为研究吸声材料布局对铁路声屏障降噪效果的影响,以3 m直立型声屏障为研究对象,通过有限元和声学边界元相结合的方法进行建模,分析6种非全吸声屏体布局声屏障的降噪效果,并与全吸声和全反射型声屏障进行对比分析。结果表明:吸声屏体在上部、中部、下部分别对高频(1 000 Hz左右)、中频(630~800 Hz)和低频(100~500 Hz)噪声的插入损失影响较大;在水平方向上,随着下部吸声屏体面积增加,声屏障总的插入损失逐渐增大,声屏障下部屏体2 m范围内吸声对插入损失的改善起主要作用;竖直方向上,受声点7.5 m以上时,声屏障中上部屏体1.5~2.25 m范围内吸声对插入损失的改善起主要作用;随着距离增加,非全吸声屏板布局与全吸声、全反射布局之间的降噪效果差值逐渐变小。当受声点高度为1.5 m,距离声屏障2 m时,非全布局与全吸声和全反射工况的降噪效果相差8.6 dB(A),距离20 m位置时相差2.6 dB(A),距离30 m位置时相差为1.1dB(A)。

行星大气声探测平台声学风洞吸声材料的选用

建立具备声学测试环境的行星大气声探测平台对深空探测具有重要意义,而风洞吸声材料的选用对声学测试环境消声能力的构建至关重要,需要吸声材料具备耐低温性能及在经历高真空后在低压环境下应用的能力。文章针对行星大气声探测平台声学风洞对吸声材料的选用要求,以平均吸声系数α>0.5为标准选取了3种纤维类候选吸声材料,对它们的耐低温性能、在200~6300 Hz频率范围内的吸声性能及在真空下的放气速率进行对比;确定无胶长纤维白色玻璃棉作为声学风洞吸声材料,并进一步验证了其应用于行星大气声探测平台声学风洞的可行性。

纤维类吸声材料的研究进展

随着社会的不断进步,噪声污染也越来越严重,解决噪声问题成为了社会关注的热点问题,许多吸声材料应运而生,其中纤维材料以其对声音吸收能力强,吸声频带宽等优点成为了吸声材料中的热门材料。简要介绍了纤维的吸声机理,从天然纤维、化学纤维、纤维复合材料三个方面,对纤维类吸声材料的吸声能力做了阐述,展望了纤维类吸声材料的发展前景。

湖羊毛非织造阻燃吸声材料的制备及其性能

针对国内湖羊养殖规模不断壮大,但湖羊毛未能高效利用的问题,结合湖羊毛本身的性能及结构特点,采用针刺加工的方式开发一种汽车内饰吸声材料,以提高湖羊毛附加价值,保护天然资源不被浪费。通过针刺成形、缩绒整理、阻燃整理等加工过程制得吸声性能优良并具备阻燃功能的吸声材料。探究了材料的结构参数、缩绒工艺对湖羊毛非织造材料吸声性能的影响。结果表明:当湖羊毛非织造材料厚度大于3.5 mm,面密度大于350 g/m2时,在高频段(500~6 000 Hz)范围,其吸声系数大于50%,属于高效吸声材料。经阻燃整理后,湖羊毛针刺吸声材料的水平方向燃烧性能超过对汽车内饰材料阻燃标准要求(燃烧速度不大于100 mm/min),垂直方向燃烧性能达到阻燃标准要求。

变电站低频噪声吸声材料研究

为了解决变电站声环境“达标扰民”的问题,助力建设“超静音”变电站,该文针对低频噪声吸声材料开展研究,理论分析了变电站常用吸声材料的吸声机理和吸声特性,梳理了进一步提高吸声性能的措施,并针对目前工程中常用的声屏障板和吸声体开展了吸声性能检测。通过检测发现,复合共振吸声结构在100 Hz下的吸声系数为0.58,高于同厚度下的穿孔板共振吸声结构。由此可见,复合共振吸声结构针在100 Hz下的吸声性能更为优越,可供后续低频噪声吸声材料的研发借鉴和参考。

环保吸声材料的发展动态及展望

分析了吸声材料的吸声原理 ,介绍了它的分类、基本特点、用途及其研究发展情况。

非织造多孔吸声材料的发展与研究现状

介绍非织造多孔吸声材料的特点及影响因素。阐述了多孔吸声材料的吸声机理和评价指标,介绍了非织造多孔吸声材料的特点和种类划分。结合前人的研究,分析了影响非织造多孔材料吸声性能的因素,并介绍了当前非织造多孔吸声材料的研究现状和发展趋势。

文献计量视角下的吸声材料研究动态分析

以知网文献作为数据的来源,采用Cite Space和VOSviewer软件,从总体发文量、高产发文机构、发表期刊、主要关键词、研究热点及方向等方面对吸声材料领域研究热点与发展趋势进行统计分析。近20年间该领域文献发表数量总体上呈现上升趋势,大多数学者间缺乏合作,以独立研究居多。各发文机构间尚未形成紧密的研究团体,合作较少。当前研究热点主要集中在吸声材料的成分结构、性能、应用、新型吸声材料的制备及方法研究等方面,兼具优越吸声性能、节能环保、可重复利用、装饰功能的新型吸声材料的研发将是未来需要关注的重要方向。

“无纤维吸声材料”座谈会──议德国应用科学研究工作

“科学技术是第一生产力”，应用科学研究是直接为企业的技术提高、创新而服务的力量，在国家建设中非常重要。作者到德国参加夫朗和佛建筑物理研究所召开的光纤维吸声材料座谈会，了解德国应用科学研究制度、做法和效果，似乎颇有借鉴的地方．

高分子吸声材料

新型吸声材料要求宽频、强吸收且综合性能良好。高分子材料具有粘弹内阻尼的特性 ,品种繁多 ,易于进行分子设计、材料设计和成型加工 ,是满足该技术要求的首选材料。本文结合近年来高分子吸声材料的应用及研究 ,从吸声机理和结构设计的角度 ,讨论了高分子材料的声学特性与研究进展 ,并展望了高分子吸声材料的前景。

多孔性吸声材料的研究进展

本文阐述了吸声材料在实际使用中的地位和意义 ,简单介绍了多孔吸声材料的种类及其性能特点。详细介绍了多孔泡沫吸声材料 ,其内容涉及泡沫金属材料的制备工艺、吸声性能和影响因素 ,以及泡沫塑料、泡沫玻璃和复合泡沫材料的特性、用途、研究进展和应用现状。

水下吸声机理与吸声材料

随着我国加速实施海洋强国战略,对先进水下吸声材料的需求日益迫切.与空气吸声不同,水下的高静水压力和复杂的海洋环境对水下吸声材料提出了更为苛刻的要求.吸声问题的本质是如何将弹性能高效地转化为热能或其他形式能量.本文综述了主要以聚合物分子内摩擦机制及界面耗能机制为基础的传统水下吸声材料.传统水下吸声材料面临的主要是其在低频及高静水压力下吸声性能差的问题.这是因为:一方面受质量密度定律的限制,有限厚度的水下吸声材料无法有效吸收水中传来的低频声波;另一方面,在高静水压力下,弹性材料如高分子聚合物会变"硬",从而大大降低了声波弹性能的转换效率.随着局域共振理论及超材料概念的提出,发展出了一系列新型水下吸声材料,为解决水下吸声材料遇到的难题提供了新思路.局域共振理论的特点是可以用小尺度结构控制长波声波的传播,从而可以解决低频吸声问题.本文重点综述了局域共振理论,以及由此发展出的声子木堆、声子玻璃等新型水下吸声材料.声子玻璃材料在局域共振理论基础上,通过引入多孔金属骨架结构提高了材料的抗压性能,从而解决了高静水压力下材料吸声性能变差的问题.本文最后对水下吸声材料未来发展方向进行了展望.