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什么是吸声材料?

文章出处:未知 人气:发表时间:2014-04-02 10:04

  吸声材料是指吸声系数比较大的建筑装修材料。假如材料内部有良多互相连通的细微旷地空闲,由旷地空闲形成的空气通道,可模拟为由固体框架间形成很多细管或毛细管组成的管道构造。
 
  当声波传入时,因细管中靠近管壁与管中间的声波振动速度不同,由媒质间速度差引起的内摩擦,使声波振动能量转化为热能而被吸收。好的吸声材料多为纤维性材料,称多孔性吸声材料,如玻璃棉、岩棉、矿碴棉、棉麻和人造纤维棉、特制的金属纤维棉等等,也包括旷地空闲连通的泡沫塑料之类。
 
  吸声机能与材料的纤维旷地空闲结构有关,如纤维的粗细(微米至几十微米间为好)和材料密度、材料内空气容积与材料体积之比(称旷地空闲率,玻璃棉的旷地空闲率在90%以上)、材料内旷地空闲的外形结构等。从使用的角度,可以无论吸声的机理,只要查阅材料吸声系数的实验结果即可。当然在选用时还要留意材料的防潮、防火以及可装饰性等其他要求。
 
   多孔性吸声材料有一个基本吸声特性,即低频吸声差,高频吸声好。频率高到一定值四周,见图1中f0,吸声系数 α 达到最大值,频率继承增大时,吸声系数在高端有些波动。这个f0的位置,大体上是f0对应的波长为材料厚度t的4倍。
 
  当材料厚度增加时,可以改善低频的吸声特性。相同频率时t2的吸声系数大于t1的吸声系数。假如t2=2t1,则相同吸声系数对应的频率大约为f2=f1,即厚度增加一倍,低频吸声系数的频率特性向低频移一个倍频程。但并非可以一直增加厚度来进步低频吸声系数的,由于声波在材料的旷地空闲中传播时有阻尼,使增加厚度来改善低频吸声受到限制。
 
  不同材料有不同的有效厚度。像玻璃棉一类好的吸声材料,一般用5cm左右的厚度,很少用到10cm以上。而像纤维板一类较微密的材料,其材料纤维间旷地空闲非常小,声波传播的阻尼非常大,不仅吸声系数小,而且有效厚度也非常小。
 
  一般平板状吸声材料的低频吸声机能差是普遍规律。一种改进的方法是将整块的吸声材料切割成尖劈外形,见图2,当声波传播到尖劈状材料时,从尖部到基部,空气与材料的比例逐渐变化,也即声阻抗逐渐变化,声波传播就超出平板状材料有效厚度的限制,达到材料的基部,从而可改善低频吸声机能。
 
  吸声频率特性仍与图1相似,最大吸声系数的频率f0对应的波长大约为尖劈吸声结构长度t的4倍。例如要使100Hz以上频率都有很高的吸声系数,吸声尖劈的长度约为87cm左右。当然这样的吸声结构一般不宜用于室内装修,主要用于声学实验室或特殊的噪声控制工程。