泰棱环保-吸音材料及基本类型.doc

吸声材料（结构）及其基本类型1.1吸声和吸声材料 声波通过媒质或入射到媒质分界面上时，声能的减少过程，称为吸声或声吸收。 当媒质为空气，声波在空气中传播时，由于空气质点振动所产生的摩擦作用，声能转化为热能的损耗所引起的声波随传播距离增加逐渐衰减的现场，称为空气吸收。当媒质分界面为材料表面时，部分声能被吸收，可称为材料吸声。 任何材料（结构），由于它的多孔性、薄膜作用或共振作用，具有较大的吸声能力的材料，称为吸声材料。通常平均吸声系数超过0.2的材料才称为吸声材料。1.2吸声机理 吸声材料（结构）的吸声机理主要是： 首先是粘滞性和内摩擦的作用，由于声波传播时，质点振动速度各处不同，存在着速度梯度，使相邻质点间产生相互作用的粘滞力或内摩擦力，对质点运动起阻碍作用，从而使声能不断转化为热能。 其次是热传导效应，由于声波传播时，媒质质点疏密程度各处不同，因而媒质温度也各处不同，存在着温度梯度，从而相邻质点间产生了热量传递，使声能不断转化为热能。 上述两种情况在两种媒质接触面处，作用特别强烈。两种作用中粘滞性是主要的，热传导也有一定作用。 以上表明，吸声与大多数其他“吸收”不同，吸声材料不能把声音从空气中“吸”出来，声音是一种能量形式，只有它主动进入耗散的媒质，也即只有当声音传到吸声材料时，它才能起吸收作用。1.3吸声材料（结构）的基本类型 吸声材料（结构）种类很多，按其材料结构状况可分为如下几大类：多孔吸声材料：纤维状、颗粒状、泡沫状；共振吸声结构：单个共振器、穿孔板共振吸声结构、薄膜共振吸声结构、薄板共振吸声结构；特殊吸声结构：吸声体、尖劈；1.4吸声材料的作用 在噪声控制和厅堂音质设计中，吸声材料得到广泛应用，它的主要作用有：1） 缩短和调整室内混响时间，消除回声以改善室内听闻条件；2） 降低室内的噪声级；3） 作为管道衬垫或消声器件的原材料，以降低通风系统的噪声；4） 在轻质隔声结构内和隔声罩内表面作用辅助材料，以提高构件的隔声量。1.6表示材料吸声性能的量1.6.1吸声系数 吸声材料的吸声能力，从实用角度，是以吸声系数来表示。声波入射到材料表面时，入射声能（）的一部分反射（），一部分声波入射能量中被材料吸收（或者说未被反射）部分所占的比率，用表示：当=时，=0，表示材料是全反射的，当=0时，=1，表示材料是全吸收的，因此，吸声系数的变化范围在01之间，吸声系数越大，材料的吸声效果越好。吸声系数的大小与声波入射角度有关，因此在吸声系数的测量中有垂直入射吸声系数、无规则入射吸声系数或斜入射吸声系数的区别。另外，所有材料的吸声系数在不同频率都是不同的，为完整地表明材料的吸声性能，常常绘出作为频率函数的曲线，一般工程要给出125Hz、250Hz、500Hz、1000Hz、2000Hz、4000Hz、的吸声系数。作为一组数字的材料吸声频率特性曲线，目前还未有通用的单值评价处理方法，较为简单的处理方法有采用各频率吸声系数的平均值，如平均吸声系数、降噪系数（）等，但这些单一数字均难于对不同材料的吸声频率特性进行比较。1、 无规入射吸声系数 当声波从各个方向以相同的概率无规入射时测定的吸声系数，其测量条件较接近于材料的实际使用条件，故常作为工程设计的依据。由于测量需要混响声场中进行，故又称为混响室法吸声系数。2、 垂直入射吸声系数 当声波是以材料表面法线方向垂直入射时，测定的吸声系数，其数值低于混响室法吸声系数，通常用于材料吸声性能的研究分板、比较和产品的质量控制。由于测量需要在驻波管中进行，故又称为驻波管法吸声系数。3、 平均吸声系数 材料不同频率吸声系数的算术平均值，所考虑频率应予说明。4、 降噪系数（） 在250Hz、500Hz、1000Hz、和2000Hz、测出的吸声系数的算术平均值，算到小数点后两，末位取0或5，吸声系数测量方法应予说明，1.6.2声阻抗 在波动声学的假定下，用吸声系数来解决材料的吸声问题是比较困难的，这时需要引入材料表面声阻抗这一物理量。 媒质在声波波阵面上一定面积的声阻抗，是这个面积上声压和通过这个面积上的体积速度的复数比，单位为帕秒每立方米（Pa.s/m3）,材料某点的声阻抗率，为声压和质点速度的复数比，单位为帕秒每米（Pa.s/m）。在平面声波垂直射到材料表面时，以材料的表面阻抗和空气特性阻抗代入下式，可以得出材料的吸声系数，比能够更本质地说明材料的吸声特性，提供更本质的数据，这是因为：1） 不能完全说明材料的吸声特性，在不同情况下往往不一致，吸声系数只反映入射声与反射声间数量上的关系，并没有同时反映出他们之间的相位上的关系，具有相同吸声系数的材料层，其吸声特性可以有很大差别，其法向声阻抗率可能明显不同。2） 由值所决定的材料声阻抗，正如电路中有电压，电流的比值所决定的电阻一样，是一个不变的常量，不决定于外界条件。3） 是一个复数，它的实部和虚部，即