泡沫陶瓷声学材料

1、泡沫陶瓷在吸声材料中的研究进展泡沫陶瓷在吸声材料中的研究进展张聪毅张聪毅1. 泡沫陶瓷吸声原理及应用泡沫陶瓷吸声原理及应用 泡沫陶瓷从表面到内部具有的三维贯通的网状微孔结构，泡沫陶瓷从表面到内部具有的三维贯通的网状微孔结构，它可以使吸进的声波在孔隙中振动空气，从而与陶瓷体网络它可以使吸进的声波在孔隙中振动空气，从而与陶瓷体网络发生摩擦，通过粘滞作用使声波转变为热能而消耗，起到静发生摩擦，通过粘滞作用使声波转变为热能而消耗，起到静音效果。音效果。 由于泡沫陶瓷可耐气候变化，抗热、抗震和抗腐蚀，能由于泡沫陶瓷可耐气候变化，抗热、抗震和抗腐蚀，能忍受风吹、日晒、雨淋的侵蚀而不改变网状结构，同时，对忍

2、受风吹、日晒、雨淋的侵蚀而不改变网状结构，同时，对其表面美化处理后不会影响其吸音效果，泡沫陶瓷可用于隧其表面美化处理后不会影响其吸音效果，泡沫陶瓷可用于隧道、地铁、影剧院、录音室等需要静音的环境，以及高架桥、道、地铁、影剧院、录音室等需要静音的环境，以及高架桥、建筑施工现场、露天变压器等高噪音场合。建筑施工现场、露天变压器等高噪音场合。上图为采用泡沫陶瓷制作上图为采用泡沫陶瓷制作的吸声瓷砖；的吸声瓷砖；下图为应用于公路的吸声下图为应用于公路的吸声陶瓷材料（深圳滨河大道陶瓷材料（深圳滨河大道红树林保护区隔声屏障）红树林保护区隔声屏障）2.泡沫吸声陶瓷的应用泡沫吸声陶瓷的应用3.泡沫吸声陶瓷的研究

3、进展泡沫吸声陶瓷的研究进展 泡沫陶瓷研究较早，自泡沫陶瓷研究较早，自1978年美国发明了利用氧化年美国发明了利用氧化铝、高岭土等陶瓷料浆成功研制出泡沫陶瓷，该泡沫陶铝、高岭土等陶瓷料浆成功研制出泡沫陶瓷，该泡沫陶瓷主要用于铝合金铸造用高温过滤器。后来随着研究的瓷主要用于铝合金铸造用高温过滤器。后来随着研究的不断深入，泡沫陶瓷的应用领域也逐渐扩展到隔热、吸不断深入，泡沫陶瓷的应用领域也逐渐扩展到隔热、吸声、传感、环境生物及化学领域。声、传感、环境生物及化学领域。近几年的研究主要有以下两个方面：近几年的研究主要有以下两个方面：1、通过选择不同原料和制备工艺，提高孔隙率、吸声系、通过选择不同原料和制

4、备工艺，提高孔隙率、吸声系数和力学性能；数和力学性能；2、废物的循环利用。、废物的循环利用。1、蛋白发泡技术制备泡沫陶瓷吸声材料、蛋白发泡技术制备泡沫陶瓷吸声材料原料：氮化硅粉原料：氮化硅粉 烧结助剂烧结助剂 分散剂分散剂 乳清蛋白质粉乳清蛋白质粉制备过程：发泡制备过程：发泡固化固化干燥干燥烧结烧结3.泡沫吸声陶瓷的研究进展泡沫吸声陶瓷的研究进展 2、一种用自然硬化工艺生产的新型声屏障泡沫陶瓷、一种用自然硬化工艺生产的新型声屏障泡沫陶瓷材料，拥有良好的声学性能，对频率集中在材料，拥有良好的声学性能，对频率集中在 2001000Hz的噪声具有良好的吸声性能，而且用自然硬化工的噪声具有良好的吸声性

5、能，而且用自然硬化工艺生产的泡沫陶瓷性价比高，其开口空隙率达艺生产的泡沫陶瓷性价比高，其开口空隙率达78%83%，降噪系数达到降噪系数达到 0.70，密度为，密度为 0.5410.547g/cm3,而常温而常温抗压强度达到抗压强度达到2.122.29Mpa，而且经测试达到，而且经测试达到GB8624中的中的B1级难燃材料的规定，而且经试验证明该泡沫陶瓷级难燃材料的规定，而且经试验证明该泡沫陶瓷具有耐酸性和抗老化性能，能在公路较恶劣的环境下使用。具有耐酸性和抗老化性能，能在公路较恶劣的环境下使用。3.泡沫吸声陶瓷的研究进展泡沫吸声陶瓷的研究进展3、利用陶瓷废渣制备多孔吸声泡沫陶瓷，实现废弃、利用

6、陶瓷废渣制备多孔吸声泡沫陶瓷，实现废弃资源的循环利用。资源的循环利用。主要原料：陶瓷废弃物（陶瓷砖碎片等）主要原料：陶瓷废弃物（陶瓷砖碎片等）高岭土高岭土烧结助剂烧结助剂悬浮剂悬浮剂3.吸声泡沫陶瓷的研究进展吸声泡沫陶瓷的研究进展缺点：缺点：1、烧结工艺比较复杂（如下图），温度较高（、烧结工艺比较复杂（如下图），温度较高（1400-1500）；）；2、对陶瓷废弃物的预处理较麻烦，首先要选择成分相近的废料，、对陶瓷废弃物的预处理较麻烦，首先要选择成分相近的废料，还要进一步进行研磨至还要进一步进行研磨至1000目。目。4. 利用厨房垃圾为原料制备吸声陶瓷化板材利用厨房垃圾为原料制备吸声陶瓷化板材厨

7、房垃圾厨房垃圾剩饭剩菜、果皮等）剩饭剩菜、果皮等）厨房垃圾预处理：厨房垃圾预处理：烘干、剪碎烘干、剪碎炭化处理制炭化处理制得多孔碳化得多孔碳化物物性能：性能：制备过程：制备过程：模具模具陶瓷化板材陶瓷化板材290，保温保温2h4.目前存在的问题目前存在的问题1、力学性能较差，抗压强度一般在、力学性能较差，抗压强度一般在20到到50Mpa之间，之间，在承重隔音构件中常用泡沫金属材料（泡沫铝）或隔音在承重隔音构件中常用泡沫金属材料（泡沫铝）或隔音涂料（鸟巢体育馆）；涂料（鸟巢体育馆）；2、制备工艺复杂，成型性差，比如在室内装潢方面，、制备工艺复杂，成型性差，比如在室内装潢方面，目前常用高分子或以高分子为基体的复合材料，目前应目前常用高分子或以高分子为基体的复合材料，目前应用较多的有隔音毡、离心玻璃棉（兼有保温隔热的作用）用较多的有隔音毡、离心玻璃棉（兼有保温隔热的作用）等。等。