多孔吸声材料发展现状与展望

吸声降噪在人们日常生活、设备安全以及军事领域具有重要意义，多孔材料是一类重要的吸声材料。介绍了多孔材料的吸声原理、多孔吸声材料的种类及其特性、影响多孔吸声材料吸声性能的因素等。综述了多孔吸声材料的发展现状，并对吸声材料的发展趋势做了展望。

多孔结构表征及分形理论研究简况

多孔材料通常具有复杂的宏微观结构,难以用传统的方法对其结构和性能进行科学描述。分形理论是研究多孔材料结构和性能的有效手段。本文简要介绍了传统多孔结构表征方法及其优劣,重点综述了采用分形理论在研究多孔材料的结构、传热传质等功能特性方面的研究进展。

多孔结构分形分析及其在材料性能预报中的应用

采用分形理论表征孔隙的结构特征,通过对烧结不锈钢纤维多孔材料的扫描电镜(SEM)照片进行图像处理和分形分析,详细研究图像分辨率、获取图像时的放大倍数、灰度图转化为二值图时阈值的大小等因素对孔结构分形分析结果的影响,并研究它们与分形维数的定性关系。结果表明,采用的烧结纤维多孔材料具有明显的分形特征,图像分辨率、放大倍数、阈值等因素对分形维数计算结果影响显著:与SEM图像的原始分辨率相比,分辨率变化越大则分形维数越大;分形维数随着放大倍数的增大而减小;灰度图转化为二值图时的阈值存在最佳值,且随着阈值的增大,分形维数先增大后减小。通过理论推导,建立了多孔材料孔隙度和渗透性能与孔结构分形维数之间的数学关系。可通过孔结构分形维数、面孔隙度、孔径等参数合理预测多孔材料的体孔隙度、渗透性能,预测结果与实测结果吻合良好。

金属纤维多孔材料加工过程中孔结构保护研究

采用线切割方法对金属纤维多孔材料进行高精度加工。为保护材料的孔结构在线切割加工过程中免遭破坏,采取用石蜡保护孔隙结构的方法:加工前将孔隙中填充石蜡,石蜡随纤维材料一起进行线切割加工,加工完成后再将石蜡排出。本文详细研究了孔隙中填充石蜡以及排出石蜡工艺,结果表明:实验采用的"填充石蜡-线切割加工-排出石蜡"的方法可较好地在线切割加工过程中保护孔隙结构,加工结束后石蜡可顺利排出,特别适合孔隙度大于80%的金属纤维多孔材料。

低表面粗糙度金刚石涂层刀具的制备

降低表面粗糙度是改善金刚石涂层刀具使用性能的有效手段.采用微波等离子体化学气相沉积(MPCVD)金刚石膜,通过在沉积过程中调整工艺参数,先后在硬质合金基体上沉积了2层不同的金刚石薄膜.研究了基体位置、甲烷浓度等对薄膜表面形貌的影响.用扫描电子显微镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)和压痕法对样品进行了分析测试,结果表明,该方法在保证金刚石涂层质量的同时有效降低了薄膜表面的粗糙度,表面粗糙度值Ra＜0.2 μm.

不锈钢纤维多孔材料的吸声性能

采用不锈钢纤维为原料制备不同孔隙性能的纤维多孔材料,采用驻波管法检测该纤维多孔材料的空气声吸收系数,研究材料的孔隙度、纤维直径以及材料厚度等参数对吸声性能的影响,同时研究在材料背后设置空气层以及空气层厚度对材料吸声性能的影响关系。结果表明:实验采用的不锈钢纤维多孔材料具有较好的吸声性能,材料的孔隙度越高、厚度越大、纤维越细,材料的吸声性能越好,在材料背后设置空气层可显著改善其低频吸声性能,材料背后的空气层厚度越大,材料的低频吸声性能越好。

纤维多孔材料梯度结构的吸声性能研究

为了提高纤维多孔材料的低频吸声性能,并解决材料在高频段吸声性能的起伏问题,将2～3层不同孔隙性能的不锈钢纤维材料以不同的方式组合成梯度结构,研究了纤维多孔材料梯度结构的吸声性能。结果表明:梯度多孔吸声结构可有效改善低频吸声性能。不同孔隙度的排布方式对梯度结构的吸声性能有显著影响。按照孔隙度从高到低排布有利于吸声性能的提高。在此前提下,孔隙度越高、厚度越大,梯度结构的吸声性能越好。

粉末冶金技术制备金属多孔材料研究进展

金属多孔材料既有金属的性质,又因为孔的存在,而具有一系列功能特性,诸如密度低、比表面积大、机械强度高、通透性好等,是一种性能优异的多功能工程材料,因而在工程中得到广泛的应用。本文阐述了粉末冶金技术制备金属多孔材料的最新研究进展,主要分析了生物金属多孔材料、形状记忆合金多孔材料、多孔钨电极、多孔不锈钢和多孔铜的制备及研究进展。

金属多孔材料压缩行为的评述

主要对金属多孔材料的压缩性能进行分析,并着重介绍了最近几年该领域国内外的最新研究进展。讨论压缩性能对金属多孔材料性质的影响,强调金属多孔材料压缩过程中的能量吸收性质,最后给出了金属多孔材料压缩性能中存在的不足。

金属多孔材料在能源与环保中的应用

简要介绍了多孔金属材料在洁净能源转化、能源高效利用和环境净化等工程方面的应用现状及前景。

不锈钢纤维织物电磁屏蔽效能的研究现状

不锈钢纤维织物具有电磁屏蔽效能良好及防辐射效果持久、透气性好、穿着舒适、加工方便等特点,是当今世界上应用最广泛的高效屏蔽织物。简要描述了不锈钢纤维混纺纱线、不锈钢纤维织物的制备方法及其产品开发现状,重点阐述了不锈钢纤维特性、纱线结构、织物结构及电磁波频率等因素对不锈钢纤维织物电磁屏蔽效能的影响规律。此外,还指出对电磁波屏蔽机理的探索和产品的开发是该材料领域今后的研究重点。

电磁辐射及其防护材料

电磁辐射是危害极大的"隐形杀手",对其进行治理已迫在眉睫。简要介绍了电磁波的产生、电磁辐射的危害及其防护标准,重点阐述了电磁波屏蔽材料和吸波材料的发展现状,并展望了其未来发展趋势。

金属纤维多孔材料的压缩行为

采用真空烧结技术制备了丝径为12μm的金属纤维多孔材料,利用扫描电子显微镜观察了金属纤维多孔材料的形貌,用MTS858压缩试验机研究了金属纤维多孔材料的准静态压缩性能。结果表明,所制备的金属纤维多孔材料的孔隙形貌复杂,其压缩应力-应变曲线光滑,屈服平台区没有凹陷,随着孔隙度的降低,金属纤维多孔材料的屈服强度增大。

水下吸声材料的研究进展

概述了水下吸声机理,综述了常用的吸声材料和吸声结构以及国内外水下吸声材料的研究和应用现状。归纳出水下吸声材料的3个发展方向,即理论计算指导材料设计、提高材料低频吸声性能和增加频宽及提高材料耐水压和耐蚀性。指出具有高强度、高耐热性、高耐蚀性和良好吸声效果的金属多孔材料,特别是夹心复合吸声结构具有良好的发展前景。

换热器的研究发展现状

随着现代工业的迅速发展,以能源为中心的环境、生态等问题日益加剧。世界各国在寻找新能源的同时,也更加注重了节能新途径的研发。强化传热技术的应用不但能节约能源、保护环境,而且能大大节约投资成本。换热器由于其在化工、石油、动力和原子能等工业部门的广泛应用,使得换热器的强化传热技术一直以来受到研究人员的重视,各种研究成果不断涌现。随着经济的发展,各种不同结构和种类的换热器发展很快,新结构、新材料的换热器不断涌现。换热器又称热交换器,是一种将热流体的部分热量传递给冷流体的设备,也是实现化工生产过程中热量交换和传递不可缺少的设备。换热器既可是一种单独的设备,如加热器、冷却器和凝汽器等;也可是某一工艺设备的组成部分,如石化、煤炭工业中的余热回收装置等。本文主要介绍了现有换热器的分类,各种换热器的特点工作原理及应用情况,对目前换热器的存在问题和发展趋势进行分析。

化学镀钯复合膜研究进展

化学镀是制备钯复合膜的主要方法。由于多孔载体固有的表面粗糙度,使得化学镀工艺存在顶膜易产生缺陷、金属沉积速度较慢、致密程度差,膜层不均匀、厚度不易控制、透氢性能差等缺点,影响了膜的致密性和分离效果。通过改进活化工艺和化学镀工艺可以获得较为理想的钯复合膜。近年来的研究表明,降低膜层厚度,保证膜层的致密性和均匀性,提高膜的渗透速率,仍是化学镀制备钯复合膜研究的重点。

烧结FeCrAl纤维多孔材料的高温吸声性能

由于航空发动机扇涡轮腔体内为高温环境,需寻找一种吸声材料,此材料既有良好的吸声性能,还有耐高温抗氧化的特殊性能。实验选取FeCrAl纤维为原材料制备烧结纤维多孔材料,在100～500℃的测试温度范围内对各样品及梯度结构的吸声性能进行测试,研究温度和厚度对其吸声性能的影响。结果表明,随着温度的升高,吸声系数不再随频率的升高而增大。通过增加材料的厚度也可使吸声性能有较大提高。虽然温度对材料吸声性能影响很大,但梯度结构比单层材料的高温吸声性能好。

金属多孔材料表面燃烧器的发展现状

叙述了金属多孔材料表面燃烧器的工作原理及发展现状,重点介绍了这类燃烧器的制作方法、催化燃烧技术、表面稳定燃烧技术、理论研究现状及其应用领域。

FeCrAl纤维多孔材料梯度结构吸声性能的研究

根据前期对单层FeCrAl纤维多孔材料吸声性能的系统研究,对纤维多孔结构进行了优化设计,梯度结构是以孔隙度递减的方式排列而成。分别对单层和梯度结构的吸声性能进行了测试,结果表明,在常温常声压条件下,3层梯度结构低频吸声性能较单层材料有明显提高,而且能够在一个较宽频率范围内的稳态吸声系数平稳延伸,最大值为1;在常温高声强140dB条件下,该结构仍保持较好的稳态吸声性能,在1600～6400Hz宽频范围内的吸声系数均达到0.9以上;在高温常声压条件下,梯度结构的吸声性能受到温度影响有所下降,且吸声系数不随频率的升高而增加,从而在测试频率范围内出现第一峰值频率。虽然梯度结构的高温吸声性能变差,但是较单层材料的吸声性能要好得多。因此,FeCrAl纤维多孔材料梯度结构是一种适用于多种特殊环境的吸声体。

烧结FeCrAl纤维多孔材料的吸声特性

采用Φ20μmFeCrAl纤维制备纤维多孔材料,孔隙度大于85%。在常声压与高声压条件下分别对烧结FeCrAl纤维多孔材料进行吸声性能检测。结果表明,在常声压下,材料的吸声特性随孔隙度的增加而提高,但是对于高频的吸收,孔隙度过高或过低都不利于吸收。厚度越大,材料的吸声性能越好。增加空腔可以提高材料在低频的吸声性能;在高声压条件下(100～140dB),该材料的吸声特性不随声压级的变化而变化,各参数对吸声性能的影响规律与在常声压条件下的规律一致。频率在2.5～6.4kHz之间,声压级为120dB条件下,孔隙度为94%、20mm厚的FeCrAl纤维多孔材料吸声系数达到90%。