多孔材料影响吸声性能的因素

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1、多孔材料影响吸声性能的因素理论和试验两方面都表明,对多孔吸声材料采用不同的处理方法,例如,改变其密度、厚度等都可以影响材料的吸声特性。同样,不同的环境条件,例如,温度、湿度和变化也可能改变材料的吸声特性。其中主要的影响因素有材料厚度、密度、背后空气层、护面层、材料表面处理、温度和湿度等。(1) 材料厚度的影响大多数多孔吸声材料的吸声系数是随着频率的增加而增加,中、高频区域的吸声性能一般要优于低频区域。当材料厚度增加时,高频区域的吸声系数没有增加而中、低频区域的吸声系数却有明显提高,扩大了材料的有效吸声频率范围。这和前面的理论分析也是一致的,即是改善低频区域吸声效果,需要增加材料厚度。在实际选用

2、多孔材料厚度时,应主要考虑中、低频区域吸声特性。(2) 材料密度的影响吸声材料密度的变化,也要影响到材料的吸声特性。低中频范围,容重大的,吸声系数要稍高一些;而在高频区域其结果相反,容重小的,吸声系数稍高,在其他厚度条件下做类似试验,其变化趋势也是如此。实际应用效果表明,容重过大、过小对材料的吸声特性均有不良影响。在一定的使用条件下,每种材料的容重有一个最佳值范围。(3) 材料背后空气层的影响材料背后有无空气层,可使材料的吸声性能有比较明显的变化。材料吸声性能的比较,其变化趋势和材料增加相应厚度所引起的吸声性能的变化相近似,可以提高低、中频区域的吸声效果。通常,空气层厚度为1/4波长的奇数倍时

3、,相应的吸声系数最大;而当其厚度为1/2波长的整数倍时,吸声系数最小。在实际工程设计中,为了兼顾声学性能和安装等方面的可能性,一般空气层厚度为70-100mm,如果需要进一步增加改善低频频的吸声特性,可进一步增加空气层厚度。增加材料厚度和在材料后设置空气层都可以改善材料在低、中频区域的吸声特性。(4) 材料护面层的影响从声学角度讲,要求吸声表面具有良好的透声性。从声阻抗讲,就是希望表面上的声阻抗率接近空气的特性阻抗。一般常用的护面层有金属网、穿孔板、玻璃布、塑料薄膜等。经常作为保护层使用的穿孔板,其穿孔率应大于25%,否则将对材料的吸声性能产生影响,对高频吸声的影响往往是由于护面板穿孔率不够引

4、起的。穿孔板影响的一般趋势是使材料的吸声特性向低频区域移动,尤其是穿孔率低的薄板。有时为了防潮,采用某些塑料薄膜作为护面层,这种饰面也同样影响材料的高频吸收,对吸声系数影响较大的起始频率。为了减少薄膜对有效吸声频率范围的影响,应尽量选用质轻的塑料膜材料。对材料表面进行粉刷或油漆处理,相当于在材料上面增加上一层高流阻的材料,使整个吸声特性变坏,特别是在高频区域。吸声性能的变化程度和粉刷或油漆的厚度、涂刷方式有关。(5) 温、湿度的影响在高温或低温条件下使用时,因温度变化而变化的声速将导致声波波长的改变,从而使材料的吸声频率特性作相对移动,其变化趋势一般是温度提高,吸声特性向高频方向移动;温度降低,吸声特性向低频方向移动。吸湿或含水对材料的吸声性能影响较大,材料孔隙内的含水量增多导致了孔隙率的降低,随着含水量的增多,首先是高频范围的吸声系数下降,当含水量继续增加,随之影响范围向低频区域扩展。在湿度大的条件下使用吸声材料时,应注意选用具有一定防潮能力的材料。如防水型超细玻璃棉等。

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