多孔陶瓷吸声板

1、多孔陶瓷隔音板随着社会的快速发展，噪音似乎已经成为我们日常生活中的一个噩梦。走在城市的街道上，我们可以听到汽车排气管、飞机飞行和空调压缩机发出的各种恶心的噪音。为了有一个相对安静的生活和工作环境，我们可以利用多孔陶瓷的吸声性能来制作吸音板，解决生产和生活中的噪声污染问题，达到低碳的最终目标，这充分体现了多孔陶瓷作为一种绿色关键词：多孔陶瓷；结构；绩效。吸声；力量；低碳的多孔陶瓷又称多孔功能陶瓷，是一种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，多孔陶瓷作为吸声材料还不是空白，多壁材料，交通工具的外壳，特别是在消防要求高的地方，如

2、地铁，电影院和博物馆。现有的蜂窝泡沫陶瓷吸音板大多具有良好的吸声效果。特别是天然菱镁矿粉焙烧制成的多孔吸声板，不会释放出甲醇等对人体有害的气体。实验表明，该材料最终可以用作肥料，是建设部推荐的绿色环保材料。然而，为了保证一定的孔隙率，多孔陶瓷的相应强度会降低。孔隙率和强度之间的折衷目前是一个很大的空白。高吸声、高强度多孔陶瓷的生产是一个新的研究方向，应用于生产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在日常生活中，噪声是一种污染，应用多孔陶瓷吸声板可以减轻甚至消除各种恼人的噪声。1.1吸声机理介绍声音来源于物体的振动，物体的振动迫使邻近的空气振动并变成声波，声波在空

3、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，其余部分被传输到材料，导致空气分子和材料孔中的孔壁之间的摩擦和粘性阻力，在此期间相当大部分的声能被转换成热能并被吸收。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()，由下式表示=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，因此高频和中频的吸声效果较好。现在已经应用的多孔陶瓷隔音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。多孔泡沫陶瓷在一些新型建筑材料中被广泛用作墙体材料。实践证明，它能达到很好的隔音效果。1.2影响多孔陶瓷

4、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，当表观密度增加时(即孔隙率降低时)，低频吸声效果提高，而高频吸声效果降低。1.2.2材料厚度：增加多孔材料的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，吸声效果越好。如果毛孔太大，效果很差。如果材料中的大部分孔隙是单个封闭的气泡，从吸声机理来看，它不是多孔吸声材料，因为声波不能进入。当多孔材料表面涂有油漆或材料吸收水分时，由于材料的孔隙被水分或油漆堵塞，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洞、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

5、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，可以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、特种墙体材料和传感器材料。多孔陶瓷隔音板主要用于能量吸收或阻尼以及耐高温。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较好的吸声性能，因此得到了广泛的应用。3.多孔陶瓷的孔隙研究由于孔是影响多孔陶瓷性能和应用的主要因素，基于目前成熟的多孔陶瓷制备方法，应重视通过特殊方法控制孔的大小和形状，以改善材料性能，并建

6、立相应的成孔和生长模型，从理论上分析成孔机理。3.1多孔陶瓷的成孔机理多孔陶瓷可分为：闭孔和开孔。闭孔结构是指陶瓷材料中的微孔分布在一个连续的陶瓷基体中，孔之间相互分离。开气孔结构包括两种类型：陶瓷材料的内孔相互连通，一侧敞开，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。生坯包含大量由可燃物或可分解物质形成的空隙、在生坯形成过程中由机械发泡形成的空隙以及在生坯形成过程中引入的有机前体燃烧形成的空隙。通常，具有高开孔率的多陶瓷产品可以通过聚集颗粒堆积法和前驱体燃尽法来制备，由可燃物或分解产物在生坯中形成的大部分孔是封闭孔或半开放孔；机械发泡法形成的孔隙基本上是封闭的

7、孔隙。吸声材料均采用开孔。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，而且将应力集中在孔隙附近，这削弱了材料的载荷能力。断裂强度和孔隙率p之间的关系可以由以下公式表示f=0 exp(-n P)其中n是常数，一般为4-7。0是无孔隙的强度。从上述公式可以看出，当孔隙率约为10%时，强度将降低到无孔时强度的一半。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由于其多孔结构，多孔陶瓷的强度不可避免地会降低，并且随着孔隙率的增加，材料的强度会急剧降低。然而，考虑到

8、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减小晶粒尺寸(微晶)对于多晶材料，大量实验证明晶粒尺寸越小，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。脆性断裂和晶粒尺寸之间的关系是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，即晶界弱于晶粒内部的表面能，因此多晶材料的破坏主要沿晶界进行，即晶界往往成为裂纹源。细晶粒材料具有很大比例的晶界，当它们沿着晶界断裂时，裂纹的扩展会经历一个曲折的过程。颗粒越细，距离越长。此外，多晶材料中的初始裂纹尺寸相当于晶粒尺寸，晶粒尺寸越细，初始裂纹尺寸越小材料的抗拉强度可以通过人工

9、预加应力和在材料表面产生应力层来提高。脆性断裂通常在拉伸应力下从表面开始。如果在表面上产生一层残余压应力，在使用材料的过程中，在表面被张力损坏之前，应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，这一技术已用于其他结构的陶瓷材料。4.2.3分散增韧将一定粒度的细粉渗透到基体中以达到增韧效果，称为分散增韧。这种细粉可以是金属粉，加入陶瓷基体后，通过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，其在烧结或热压过程中与基体生料颗粒均匀混合后主要存在于晶界相中，其高弹性模量和高温强度增加了总断裂表面能，尤其是高温断裂韧性。

10、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效益和社会效益。当然，随着人们对多孔陶瓷研究的深入和细化，陶瓷的更多新特性将会应用到日常生产和生活中。由于多孔陶瓷的许多优异性能以及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声方面的应用。此外，多孔陶瓷作为催化剂载体在汽车尾气净化处理中得到了进一步的发展。汽车尾气净化器的核心部件是多孔陶瓷催化系统，这是未来发展的重点。多孔陶瓷在节能和过滤方面的研究和发展，使多孔陶瓷作为绿色环保材料具有广阔的应用前景。参考文献：张彪，郭竞坤。环境意识材料，科学，48 (5) :56 58。2肖，环境材料面向21世纪的新材料研究，材料导报，1994，(5) 4 7 .张守梅，曾柯灵，等.环保吸声材料的发展与展望.陶瓷学报，2002，23 (1) 56 60 .朱新文，蒋，有机泡沫浸渍法一种经济实用的