多孔吸聲材料

材料的聲學(xué)特性

聲波人射到物體上，會(huì)發(fā)生反射、吸收和透射。材料的聲學(xué)特性與入射聲波的頻率和角度有關(guān)。所以說(shuō)到材料和結(jié)構(gòu)的聲學(xué)特性時(shí)，總是和一定的頻率與一定的人射情況相對(duì)應(yīng)。

一、吸聲材料和吸聲構(gòu)造

材料的吸聲能力常用吸聲系數(shù)。表示。某一種材料及其構(gòu)造對(duì)不同頻率的聲波有不同的吸聲系數(shù)。工程上通常采用125，250，500，1K，2K，4KHz六個(gè)倍頻程的吸聲系數(shù)來(lái)表示某一種材料或構(gòu)造的吸聲頻率特性。

250，500，1K，2KHz四個(gè)倍頻程的吸聲系數(shù)的算術(shù)平均值又稱為降噪系數(shù)(取0.05的整數(shù)倍)。

工程上使用的材料吸聲系數(shù)多用混響室法來(lái)測(cè)量。它通過(guò)測(cè)試混響室內(nèi)鋪設(shè)吸聲材料前后的混響時(shí)間的變化，從而計(jì)算出材料的吸聲系數(shù)。

某構(gòu)件的實(shí)際吸聲效果用吸聲量A來(lái)表征，它和構(gòu)件的尺寸大小有關(guān)：

A=S·α(3-24)

式中A——構(gòu)件的吸聲量，m2;

S——構(gòu)件的面積，m2;

α——構(gòu)件的吸聲系數(shù)。

(一)多孔吸聲材料

玻璃棉、超細(xì)玻璃棉、巖棉等無(wú)機(jī)材料，以及棉、毛、麻、木質(zhì)纖維等有機(jī)材料屬多孔吸聲材料。

1.吸聲機(jī)理及吸聲頻率特性

多孔材料具有大量?jī)?nèi)外連通的微小空隙和孔洞，當(dāng)聲波入射其中時(shí)，引起空隙中空氣的振動(dòng)。由于空氣的黏滯阻力，空氣與孔壁的摩擦和熱傳導(dǎo)作用，使聲能轉(zhuǎn)化為熱能而損耗掉。

錯(cuò)誤認(rèn)識(shí)一：表面粗糙的材料，如拉毛水泥等，具有良好的吸聲性能。

錯(cuò)誤認(rèn)識(shí)二：內(nèi)部存在大量孔洞(單個(gè)閉合、互不連通)的材料，如泡沫塑料,具有良好的吸聲性能。

吸聲頻率：多孔吸聲材料一般對(duì)中、高頻聲波具有良好的吸聲能力。

2.影響多孔材料吸聲性能的因素

(1)空氣流阻

空氣流阻反映了空氣質(zhì)點(diǎn)通過(guò)材料空隙時(shí)的阻力。對(duì)于特定的多孔材料，存在最佳流阻。

(2)孔隙率

孔隙率是指材料中連通的空隙體積和材料總體積之比。多孔材料的孔隙率一般在70%以上，多數(shù)達(dá)90%左右。對(duì)于一定厚度的多孔材料，存在最佳孔隙率。

(3)厚度

增加多孔材料的厚度，可以增加對(duì)低頻聲的吸收，但對(duì)高頻聲的吸聲性能影響則較小。厚度增加到一定程度時(shí)，對(duì)吸聲系數(shù)的影響就不明顯了。

(4)表觀密度(容重)

材料厚度不變，增加表觀密度可提高中低頻的吸聲系數(shù)，但比增加厚度引起的變化相對(duì)較小。材料表觀密度也存在最佳值。

(5)安裝條件

多孔材料背后留有空腔，其中、低頻的吸聲系數(shù)會(huì)有所提高。

(6)面層的影響

多孔材料飾面應(yīng)具有良好的透氣性，否則會(huì)降低材料的吸聲系數(shù)。

(7)溫度和濕度的影響

常溫條件下，溫度對(duì)多孔材料的吸聲系數(shù)幾乎沒(méi)有影響。

多孔材料吸濕后，中高頻的吸聲系數(shù)將降低，并使材料變質(zhì)。多孔材料不適合在高濕條件下使用。