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吸聲材料百科知識(shí)，各種材料和注意問(wèn)題
發(fā)布日期：2020-01-15 作者：本站
吸聲材料要與周圍的傳聲介質(zhì)的聲特性阻抗匹配，使聲能無(wú)反射地進(jìn)入吸聲材料，并使入射聲能絕大部分被吸收。
外文名：sound-absorbing material
類 型：有機(jī)纖維材料、無(wú)機(jī)纖維材料
作 用：較強(qiáng)的吸收聲能、減低噪聲性能
結(jié) 構(gòu)：共振吸聲結(jié)構(gòu)或漸變過(guò)渡層結(jié)構(gòu)
特 征：內(nèi)部有大量的微孔和間隙
簡(jiǎn)介
吸聲材料在應(yīng)用方式上，通常采用共振吸聲結(jié)構(gòu)或漸變過(guò)渡層結(jié)構(gòu)。為了提高材料的內(nèi)損耗，一般在材料中混入含有大量氣泡的填料或增加金屬微珠等。
在換能器陣的各陣元之間的隔聲去耦、換能器背面的吸聲塊、充液換能器腔室內(nèi)壁和構(gòu)件的消聲覆蓋處理、消聲水槽的內(nèi)壁吸聲貼面等結(jié)構(gòu)上，經(jīng)常利用吸聲材料改善其聲學(xué)性能。
吸聲機(jī)理
借自身的多孔性、薄膜作用或共振作用而對(duì)入射聲能具有吸收作用的材料，超聲學(xué)檢查設(shè)備的元件之一。
外文名：sound-absorbing material
類 型：有機(jī)纖維材料、無(wú)機(jī)纖維材料
作 用：較強(qiáng)的吸收聲能、減低噪聲性能
結(jié) 構(gòu)：共振吸聲結(jié)構(gòu)或漸變過(guò)渡層結(jié)構(gòu)
特 征：內(nèi)部有大量的微孔和間隙
簡(jiǎn)介
吸聲材料在應(yīng)用方式上，通常采用共振吸聲結(jié)構(gòu)或漸變過(guò)渡層結(jié)構(gòu)。為了提高材料的內(nèi)損耗，一般在材料中混入含有大量氣泡的填料或增加金屬微珠等。
在換能器陣的各陣元之間的隔聲去耦、換能器背面的吸聲塊、充液換能器腔室內(nèi)壁和構(gòu)件的消聲覆蓋處理、消聲水槽的內(nèi)壁吸聲貼面等結(jié)構(gòu)上，經(jīng)常利用吸聲材料改善其聲學(xué)性能。
吸聲材料按吸聲機(jī)理分為：
①靠從表面至內(nèi)部許多細(xì)小的敞開(kāi)孔道使聲波衰減的多孔材料，以吸收中高頻聲波為主，有纖維狀聚集組織的各種有機(jī)或無(wú)機(jī)纖維及其制品以及多孔結(jié)構(gòu)的開(kāi)孔型泡沫塑料和膨脹珍珠巖制品。
②靠共振作用吸聲的柔性材料（如閉孔型泡沫塑料，吸收中頻）、膜狀材料（如塑料膜或布、帆布、漆布和人造革，吸收低中頻）、板狀材料（如膠合板、硬質(zhì)纖維板、石棉水泥板和石膏板，吸收低頻）和穿孔板(各種板狀材料或金屬板上打孔而制得，吸收中頻)。
以上材料復(fù)合使用，可擴(kuò)大吸聲范圍，提高吸聲系數(shù)。用裝飾吸聲板貼壁或吊頂，多孔材料和穿孔板或膜狀材料組合裝于墻面，甚至采用浮云式懸掛，都可改善室內(nèi)音質(zhì)，控制噪聲。多孔材料除吸收空氣聲外，還能減弱固體聲和空室氣聲所引起的振動(dòng)。將多孔材料填入各種板狀材料組成的復(fù)合結(jié)構(gòu)內(nèi)，可提高隔聲能力并減輕結(jié)構(gòu)重量。
對(duì)入射聲能有吸收作用的材料。吸聲材料主要用于控制和調(diào)整室內(nèi)的混響時(shí)間，消除回聲，以改善室內(nèi)的聽(tīng)聞條件；用于降低喧鬧場(chǎng)所的噪聲，以改善生活環(huán)境和勞動(dòng)條件（見(jiàn)吸聲降噪）；還廣泛用于降低通風(fēng)空調(diào)管道的噪聲。
多孔吸聲材料
材料分類和特征
（1）多孔吸聲材料的類型包括：有機(jī)纖維材料、麻棉毛氈、無(wú)機(jī)纖維材料、玻璃棉、巖棉、礦棉，脲醛泡沫塑料，氨基甲酸脂泡沫塑料等。聚氯乙烯和聚苯乙烯泡沫塑料不屬于多孔材料，用于防震，隔熱材料較適宜。
（2）構(gòu)造特征：材料內(nèi)部應(yīng)有大量的微孔和間隙，而且這些微孔應(yīng)盡可能細(xì)小并在材料內(nèi)部是均勻分布的。材料內(nèi)部的微孔應(yīng)該是互相貫通的，而不是密閉的，單獨(dú)的氣泡和 密閉間隙不起吸聲作用。微孔向外敞開(kāi)，使聲波易于進(jìn)入微孔內(nèi)。
（3）吸聲特性主要是高頻，影響吸聲性能的因素主要是材料的流阻，孔隙 ，結(jié)構(gòu)因素、厚度、容重、背后條件的影響。
材料結(jié)構(gòu)
1、穿孔板共振吸聲結(jié)構(gòu)
采用穿孔的石棉水泥、石膏板、硬質(zhì)纖維板、膠合板以及鋼板、鋁板，都可作為穿孔板共振吸聲結(jié)構(gòu)，在其結(jié)構(gòu)共振頻率附近，有較大的吸收，適于中頻。
2、薄膜吸聲結(jié)構(gòu)
包括皮革、人造革、塑料薄膜等材料，具有不透氣、柔軟、受張拉時(shí)有彈性等特性，吸收共振頻率附近的入射聲能，共振頻率通常在200～1000HZ范圍，最大吸聲系數(shù)約為0.3～0.4，一般把它作為中頻范圍的吸聲材料。如果在薄膜的背后空腔內(nèi)填放多孔材料,這時(shí)的吸聲特性取決于膜和多孔材料的種類以及薄膜的裝置方法。
3、薄板吸聲結(jié)構(gòu)
把膠合板、硬質(zhì)纖維板、石膏板、石棉水泥板等板材周邊固定在框架上，連同板后的封閉空氣層，構(gòu)成振動(dòng)系統(tǒng)，其共振頻率多在80～300HZ，其吸聲系數(shù)約為0.2～0.5，可以作為低頻吸聲結(jié)構(gòu)。決定薄板吸聲結(jié)構(gòu)的吸聲性能的主要因素有:
（1）薄板質(zhì)量m的影響 增加板的單位面積重量，一般可以使其共振頻率向低頻移動(dòng)。而選用質(zhì)量小的，不透氣的材料如皮革，有利于共振頻率向高頻方向移動(dòng)。
（2）背后空氣層厚度的影響 改變空氣層的厚度和改變板的質(zhì)量一樣，共振頻率也會(huì)發(fā)生變化。在空氣層中填充多孔材料，可使共振頻率附近的吸聲系數(shù)有所提高。
（3）板后龍骨構(gòu)造及板的安裝方式的影響 由于薄板吸聲結(jié)構(gòu)有一定的低頻吸聲能力,而對(duì)中高頻吸聲差，因此在中高頻時(shí)就具有較強(qiáng)的反射能力。能增加室內(nèi)聲能的擴(kuò)散。通過(guò)改變龍骨構(gòu)造何不同的安裝方法，設(shè)計(jì)出各種形式的反射面，擴(kuò)散面和吸聲---擴(kuò)散結(jié)構(gòu)。
5、特殊吸聲結(jié)構(gòu)
（1）簾幕
簾幕是具有通氣性能的紡織品，具有多孔材料的吸聲特性，由于較薄本身作為吸聲材料使用是得不到大的吸聲效果的。如果將它作為簾幕，離開(kāi)墻面或窗洞一定距離安裝，恰如多孔材料的背后設(shè)置了空氣層，因而在中高頻就能夠具有一定的吸聲效果。當(dāng)它離墻面1/4波長(zhǎng)的奇數(shù)倍距離懸掛時(shí)就可獲得相應(yīng)頻率的高吸聲量。
（2）空間吸聲體
將吸聲材料作成空間的立方體如：平板形，球形，圓錐形棱錐形或柱形，使其多面吸收聲波，在投影面積相同的情況下，相當(dāng)于增加了有效的吸聲面積和邊緣效應(yīng)，再加上聲波的衍射作用，大大提高了實(shí)際的吸聲效果，其高頻吸聲系數(shù)可達(dá)1.40.在實(shí)際使用時(shí)，根據(jù)不同的使用地點(diǎn)和要求，可設(shè)計(jì)各種形式的從頂棚吊掛下來(lái)的吸聲體。
注意問(wèn)題
根據(jù)建筑材料的設(shè)計(jì)要求和吸聲材料的特點(diǎn)，進(jìn)行材質(zhì)、造型等方面的選擇和設(shè)計(jì)。建筑上常用的吸聲材料有泡沫塑料、脲醛泡沫塑料、工業(yè)毛氈、泡沫玻璃、玻璃棉、礦渣棉、瀝青礦渣棉、水泥膨脹珍珠巖板、石膏砂漿（摻水泥和玻璃纖維）、水泥砂漿、磚（清水墻面）、軟木板等，每一種吸聲材料對(duì)其厚度、容重、各頻率下的吸聲系數(shù)及安裝情況都有要求，應(yīng)執(zhí)行相應(yīng)的規(guī)范。建筑上應(yīng)用的吸聲材料一定要考慮安裝效果。 [4]
安裝位置
在建筑物內(nèi)安裝吸聲材料，應(yīng)盡量裝在最容易接觸聲波和反射次數(shù)多的表面上，也要考慮分布的均勻性，不必都集中在天棚和墻壁上。大多數(shù)吸聲材料強(qiáng)度較低，除安裝操作時(shí)要注意之外，還應(yīng)考慮防水、防腐、防蛀等問(wèn)題。盡可能使用吸聲系數(shù)高的材料，以便使用較少的材料達(dá)到較好的效果。
材質(zhì)的選擇
用作吸聲材料的材質(zhì)應(yīng)盡量選用不易燃、不易蟲(chóng)蛀發(fā)霉、耐污染、吸濕性低的材料。由于材料的多孔性容易吸濕、尺寸易發(fā)生變形，所以安裝時(shí)要注意膨脹問(wèn)題。
材料的裝飾性
吸聲材料都是裝于建筑物的表面。因此，在設(shè)計(jì)造型與安裝時(shí)均應(yīng)考慮帶它與建筑物的協(xié)調(diào)性和裝飾性。使用裝飾涂料時(shí)注意不要將細(xì)孔堵塞，以免降低吸聲效果。
材料結(jié)構(gòu)的特征
多孔性材料有的是用作吸聲材料，頁(yè)面的名稱相同—多孔材料，但是在氣孔特征上則完全不同。保溫材料要求具有封閉的不相互連通的氣孔，而吸聲材料則要求具有相互開(kāi)放連通的氣孔，這種氣孔越多吸聲效果越好，與此相反，其保溫隔熱效果越差。另外，還要清楚吸聲與隔聲材料的區(qū)別。
吸聲材料由于質(zhì)輕、多孔、疏松，而隔聲性能不好，根據(jù)聲學(xué)原理，材料的密度（kg/m3）越大，越不易振動(dòng)，則隔聲效果越好。所欲密實(shí)沉重的黏土磚、鋼筋混凝土等材料的隔聲效果比較好，但吸聲效果不佳。
