基于组合微穿孔板的低频宽带吸声超材料研究

如何实现低频宽带吸声,一直是噪声控制工程领域亟待解决的问题之一,近年来声学超材料的迅速发展为此提供了新的解决思路。将拓宽单个峰值吸声带宽与引入第二阶吸收峰两种方式有效结合,基于组合微穿孔板提出了一种低频宽带吸声超材料,建立了组合微穿孔板吸声结构的吸声理论模型与数值仿真模型,分析了其低频宽带吸声机理。理论计算结果与数值计算结果吻合良好,验证了组合微穿孔板吸声结构的准确性。该吸声结构在低频范围产生双吸收峰,峰值都接近准完美吸声,同时具有两个较宽的吸声带宽,结构厚度满足亚波长尺度,展现出了良好的低频宽带吸声特性。最后,通过严格的参数设计,仅耦合两个吸声单元后在250~900 Hz范围内得到了一个连续的吸声频带,平均吸声系数达到0.86,此时结构最大厚度为70 mm。该吸声结构具有优异的低频宽带吸声特性以及丰富的可调性等特点,在噪声控制工程领域具有一定的应用前景。

热处理条件对硅酸盐玻璃中原位形成银纳米颗粒的影响

用离子交换结合热处理法制备银(Ag)纳米颗粒–玻璃复合材料。用透射电镜、高分辨透射电子显微镜、Rutherford背散射谱和紫外–可见光吸收光谱研究了热处理条件对玻璃中原位形成Ag纳米颗粒的影响。结果显示:随着热处理温度升高,玻璃表面的Ag原子逐渐向玻璃内部扩散,其表面摩尔浓度逐渐降低。提高热处理温度和延长热处理时间都有利于提高玻璃中Ag纳米颗粒的体积分数。空气中,高温热处理高掺Ag量的白玻璃样品时发生二次成核,因此,Ag纳米颗粒尺寸呈双峰分布。Ag纳米颗粒尺寸的双峰分布导致其等离子体共振吸收峰出现双峰。在氢气气氛中,在250℃热处理2min,即可在玻璃中形成大量Ag纳米颗粒,颗粒尺寸小于空气中高温热处理样品的尺寸,从而引起表面等离子体共振吸收峰发生蓝移。