多孔材料的吸声原理以及影响吸声系数的因素

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1、多孔材料的吸声原理以及影响吸声系数的因素多孔吸声材料多孔吸声材料是普遍应用的吸声材料，其中包括各种纤维材料：超细玻璃棉、离心玻璃棉、岩棉、矿棉等无机纤维，棉、毛、麻、棕丝、草质或木质纤维等有机纤维。纤维材料很少直接以松散状使用，通常用胶黏剂制成毡片或板材，如玻璃棉毡（板）、岩棉板、矿棉板、木丝板、软质纤维板凳。微孔吸声砖等也属于多孔吸声材料。泡沫塑料，如果其中的空隙相互连通并通向外表，可作为多孔吸声材料。一、多孔材料的吸声机理多孔吸声材料具有良好吸声性能的而原因，不是因为表面的粗糙，而是因为多孔材料具有大量内外两桶的微

2、小空隙和空洞。图12-1（a）表示了粗糙表面和多孔材料的差別。那种认为粗糙墙妞（如拉毛水泥）吸声好的概念是错误的。当声波入射到多孔材料上，声波能顺着微孔进入材料的内部，引起空隙中空气的振动。由于空气的黏滞阻力、空气与孔壁的抹茶和热传导作用等，使相当一部分声能转化为热能而被损耗。因此，只有孔洞对外开口，孔洞之间互相连通，且孔洞深入材料内部，才可以有效地吸收声能。这一点与某些隔热保温材料的要求不同。如聚苯和部分聚氯乙烯泡沫塑料以及加气混凝土等材料，内部也有大量气孔，但大部分单个闭合，互补连通（见图12-lb），他们可以作为

3、隔热温饱材料，但吸声小郭却不好。二、影响多孔材料吸声系数的因素多孔材料一般对中高频声波具有良好的吸声。影响和控制多孔材料吸声特性的因素，主要是材料的孔隙率、结构因子和空气流阻。孔隙率是指材料屮连通的空隙体积和材料总体积之比。结构因子是有多孔材料结构特性所决定的物理量。空气流阻反应了空气通过多孔材料阻力的大小。三则中以空气阻留最为重要，它定义为：当稳定气流通过多孔材料时，材料两面的静压差和气流线速度之比。单位厚度材料的流阻，称为“比流阻”。当材料厚度不大时，比流阻越大，说明空气穿透两就小，牺牲性能就下降，但比流阻大小，声

4、能因摩擦力、黏滞力而损耗的效率就低，吸声性能就会下降。所以，多孔材料存在最佳流阻。当材料厚度充分大，比流阻小，则吸声就打。在实际工程屮，测定材料的流阻、孔隙率通常有困难，但可以通过表现密度加以粗略控制。同一种纤维材料，表观密度（即“密度”）越大，，孔隙率越小，比流阻越人。图12-2表示了不同厚度和密度的超细玻璃棉的吸声系数。从图中可以看出，随着厚度增加，中低频吸声系数敁著增加,高频变化不大，总冇较大的吸收。厚度不变，增加密度，也可以提高中低频吸声系数，不过比增加厚度的效果小。在同样用料情况下，当厚度不受限制时，多孔材料

5、以松散为宜。密度继续增加，材料密实会引起流阻增大，减少空气穿透量，引起吸声系数下降，所以材料misura也有一个最佳值。但同样密度，增加厚度，并不改变比流阻，所以吸声系数一般总是增大；但厚度增至一定时，吸声性能的改善就不明显了。多孔材料的吸收性能还和安装条件密切有关。当多空材料背后留有空腔是，与该空气曾用同样的材料填满的效果近似。这时对中低频吸声性能比材料实贴在硬底面上会有所提高，其吸声系数随空气层厚度的增加而增加，但增加到一定值后效果就不明显了（图12-3）。在实际使用中，对多空材料会做各种表谢处理。为了尽可能地保持

6、原来材料的吸声特性，饰面应具有良好的透气性。例如用金属格网、塑料窗纱、玻璃丝布等照面，这种便面表面处理方式对多空材料吸声性能影响不大。也可以用厚度小于0.05mm的极薄柔性塑料薄膜、穿孔薄膜、穿孔率在20%以上的薄穿孔板等照面，这样做吸声特性多少会受影响，尤其对高频的吸收系数会有所降低。膜越薄，穿孔率越大，影响越小。但使用穿孔板面层时，低频吸声系数会有所提高。所以多孔材料使用、薄膜罩面，实际上是一种符合吸声材料。对于一些成型的多空材料板材，如木丝板、软质纤维板等，在进行表面粉饰时，要防止涂料把空隙封闭，以采用水质涂料喷

7、涂为宜，不宜采用油漆涂刷。高温高湿不仅会引起材料变质，而且会影响到吸声性能。材料一旦吸湿吸水，材料中空隙就要减少，首先使高频吸声系数降低，然后随着含湿量增加，其影响的频率范围将进一步扩大。在一般建筑中，温度引起的吸声特性变化很少，可以忽略。多空材料用在有气流的场合，如通风管道和消声器内，要防止材料的飞散。对于棉状材料，如超细玻璃棉，当气流速度在每秒几米时，可用玻璃丝布、尼龙丝布等做护面层；当气流速度大于每秒20m时，则还要外加金属穿孔板而层。