多孔陶瓷吸声板

多孔陶瓷吸声板随着社会的快速发展，噪音似乎成了我们日常生活中的一场噩梦。走在城市的街道上，我们可以听到汽车排气管、飞机和空调压缩机发出的各种令人作呕的噪音。为了有一个相对安静的生活和工作环境，我们可以用多孔陶瓷作为吸音板来解决生产和生活中的噪音污染问题，达到低碳的最终目标。关键词：多孔陶瓷；结构；表现；吸声。力量。低碳的多孔陶瓷又称孔功能陶瓷，是指具有一定尺寸和数量的孔结构的新型陶瓷材料。在材料成型和高温烧结过程中，内部形成大量相互连通或封闭的气孔。目前，多孔陶瓷不再被用作吸声材料。它们是多壁材料和运输车辆的外壳，特别用于防火要求高的地方，如地铁、电影院、博物馆等。现有的蜂窝泡沫陶瓷吸声板大多具有良好的吸声效果。特别是以天然菱镁矿粉为原料制成的多孔吸声板，不会释放出甲醇等对人体有害的气体。实验证明，该材料可用作肥料，是建设部推荐的绿色环保材料。然而，为了保证多孔陶瓷具有一定的孔隙率，相应的强度会变差。目前孔隙率和强度之间的折衷是一个很大的差距。生产高吸声、高强度的多孔陶瓷正是我们研究的新方向，其在生产中的应用将带来不可估量的经济效益和社会效益。文本：1.多孔陶瓷吸声板的吸声机理噪音是日常生活中的一种污染，多孔陶瓷吸声板的应用可以消除甚至消除各种恼人的噪音。1.1吸声机制介绍声音源于物体的振动。它迫使邻近的空气跟随振动并成为声波，声波在空气介质中传播。当声波遇到材料表面时，一部分被反射，另一部分穿透材料，其余部分被转移到材料上，在空气分子和材料孔隙中的孔壁之间产生摩擦和粘性阻力，在此期间相当大一部分声能被转化为热能并被吸收。吸收能量(e)(包括部分穿透材料的声能)与传递到材料的总声能(E0)之比是评价材料吸声性能的主要指标，称为吸声系数()，由公式表示=E0/E多孔吸声材料的吸声系数一般从低频到高频逐渐增大，因此对高频和中频都有很好的吸声效果。现在已经应用的多孔陶瓷吸声板包括安装在汽车排气管中间的蜂窝多孔陶瓷，以降低汽车排气管的噪音。一些新型建筑材料也广泛使用多孔泡沫陶瓷作为墙体材料。实践证明，可以达到很好的隔音效果。1.2影响多孔陶瓷材料吸声性能的因素1.2.1材料的表观密度：对于同一种多孔材料，当其表观密度增加时(即孔隙率降低时)，低频吸声效果得到改善，而高频吸声效果降低。1.2.2材料厚度：增加多孔材料厚度可以提高低频吸声效果，但对高频吸声效果影响不大。1.2.3材料的孔隙特征：孔隙越多，越细，吸声效果越好。如果毛孔太大，效果会很差。如果材料中的孔隙大部分是单独的封闭气泡，就吸声机理而言，它不是多孔吸声材料，因为声波不能进入。当多孔材料的表面涂有油漆或材料吸收水分时，由于材料的孔隙被水或油漆堵塞，吸声效果将大大降低。2.多孔陶瓷材料的性能多孔陶瓷具有均匀分布的微孔或孔隙、高孔隙率、小体积密度、大比表面积和独特的物理表面特性、对液体和气体介质的选择性渗透性、能量吸收或阻尼特性，以及陶瓷材料独特的耐高温性、耐腐蚀性、高化学稳定性和尺寸稳定性。因此，多孔陶瓷作为一种绿色材料，可广泛应用于气体和液体的过滤、净化和分离、化学催化载体、减震、高级隔热材料、生物植入材料、特种壁材料和传感器材料。多孔陶瓷隔音板主要应用其能量吸收或阻尼和耐高温性能。孔隙率作为多孔陶瓷材料的主要技术指标，对材料的性能有很大的影响。一般来说，高孔隙率的多孔陶瓷材料具有更好的吸声性能，因此其应用更加广泛。3.多孔陶瓷的孔隙研究由于孔隙是影响多孔陶瓷性能和应用的主要因素，在目前成熟的多孔陶瓷制备方法的基础上，更加注重通过特殊方法控制孔隙的大小和形状来改善材料性能，并据此建立了孔隙形成和生长模型，从理论上分析了孔隙形成的机理。3.1多孔陶瓷的成孔机理多孔陶瓷可分为：闭孔结构和开孔结构。封闭空气孔结构意味着陶瓷材料中的孔分布在连续的陶瓷基体中，并且孔彼此分离。开放式气孔结构包括两种类型：陶瓷材料的内孔相互连通，一侧开口，另一侧封闭，形成不连通的气孔。多孔陶瓷的孔结构通常是由颗粒堆积形成的空腔。坯体包含大量由可燃或可分解物质形成的空隙、在坯体形成过程中通过机械发泡形成的空隙以及在坯体形成过程中引入的有机前体燃烧形成的空隙。一般来说，聚集体颗粒堆积法和前驱体燃尽法可用于生产具有较高开孔率的多陶瓷产品。然而，由可燃物或分解产物在生坯中形成的大多数孔是封闭的孔或半开放的孔。通过机械发泡法形成的孔基本上是封闭的孔。吸声材料都采用开孔。4.孔隙率和材料强度4.1孔隙率对材料强度的影响孔隙率是影响多孔陶瓷材料性能的关键因素。大多数材料的强度随着孔隙率的增加而降低。这是因为孔隙不仅减小了载荷面积，而且由于孔隙附近的应力集中，还减小了材料的载荷能力。断裂强度和孔隙度p之间的关系可由以下公式表示f=0 exp(-n P)其中n是常数，一般为4-7。0是没有气孔的强度。根据上述公式，当孔隙率约为10%时，强度将降至无孔隙率强度的一半。孔隙率对材料强度的影响曲线如下图11.11所示4.2提高材料强度的措施多孔陶瓷由于其多孔结构，将不可避免地导致材料本身强度的降低，并且随着孔隙率的增加，材料的强度将急剧下降。然而，考虑到多孔陶瓷的应用，通过各种手段提高材料的强度已经成为当今研究的一个重要方面。4.2.1粒度减小(微晶)对于多晶材料，大量实验证明，晶粒越小，强度越高。因此，微晶材料已经成为无机材料发展的一个重要方向。脆性断裂与晶粒尺寸的关系是f=0 Kd-1/2其中0和k是材料常数。晶界的表面能小于晶粒内部的表面能，即晶界比晶粒内部的表面能弱，因此多晶材料大多沿晶界断裂，即晶界往往成为裂纹源。细晶材料中晶界的比例很大。当晶界被破坏时，裂纹扩展采取迂回路径。颗粒越细，旅程越长。此外，多晶材料中的初始裂纹尺寸相当于晶粒尺寸。f该材料的抗拉强度可以通过人工预加应力和在材料表面上产生层压应力层来提高。在拉伸应力下，脆性断裂通常从表面开始。如果在表面上形成残余压应力层，在材料使用过程中表面受到拉伸损伤之前，必须克服表面上的残余压应力。通过加热和冷却将残余压应力人工引入表层的过程称为热韧化。近年来，该技术已被用于其他结构陶瓷材料。4.2.3分散增韧将一定粒径的细粉渗透到基体中，达到增韧效果，称为分散增韧。细粉可以是金属粉末。加入陶瓷基体后，塑性变形吸收弹性应变能的释放，从而增加断裂表面能，提高韧性。细粉也可以是非金属颗粒，其在与基体原料颗粒均匀混合后，在烧结或热压过程中主要存在于晶界相中，并且由于其高弹性模量和高温强度，增加了总断裂表面能，特别是高温断裂韧性。结论：多孔陶瓷隔音板是一种低碳绿色产品，投入生产和应用将带来不可估量的经济和社会效益。当然，随着多孔陶瓷研究的深入细化，更多新的陶瓷性能将应用到日常生产和生活中。由于多孔陶瓷的许多优异性能和现代科学技术的进一步发展，新型多孔陶瓷材料备受青睐。本文仅介绍多孔陶瓷在隔音方面的应用。此外，多孔陶瓷在催化剂载体在汽车尾气净化处理中的应用也得到了进一步发展。汽车尾气净化器的核心部件是多孔陶瓷催化系统，这将是未来发展的重点。然而，多孔陶瓷在节能和过滤方面的研究和发展使得多孔陶瓷作为绿色环保材料具有广阔的应用前景。参考：1张彪，郭竞坤。环境意识材料，科学，48 (5) :56 58。2肖，环境材料21世纪新材料研究，材料导刊，1994，(5) 4 7。3张守梅，曾柯灵，等.环境吸声材料的发展与展望.陶瓷学报，2002，23 (1) 56 60 .5朱新文，蒋，有机泡沫浸渍法