專利名稱：孔徑大小變化的半開孔泡沫吸聲結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及ー種半開孔泡沫吸聲結(jié)構(gòu)，具體涉及ー種孔徑大小變化的半開孔泡沫吸聲結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
隨著社會發(fā)展，噪聲問題日漸嚴(yán)重。噪聲直接影響了人類的生活質(zhì)量，甚至對人類的心理、生理等諸多 方面也有不可低估的影響，所以，噪聲是ー種危害嚴(yán)重的污染，必須加以控制。目前，建筑及各工程領(lǐng)域通過吸聲原理來控制噪聲的已成為非常經(jīng)濟(jì)、合理、有效的ー種手段。吸聲是指聲音入射到某種介面上并通過該種介質(zhì)過程中聲波能量轉(zhuǎn)化為熱能而耗散的現(xiàn)象。材料吸聲能力由吸聲系數(shù)表征，吸聲系數(shù)即為所吸收聲能量與入射總聲能量之比，吸聲系數(shù)越大，表示材料聲吸收能力越強(qiáng)。開孔泡沫材料由于其吸聲系數(shù)大、比重小、且對惡劣的エ況環(huán)境有顯著的適應(yīng)性而被廣泛的應(yīng)用為吸聲材料。根據(jù)惠更斯原理，聲源的振動引起介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)振動，振以由擾動的形式傳播。開孔泡沫材料具有許多微小的間隙和連續(xù)的氣泡，因此具有一定的通氣性。當(dāng)聲波入射到開孔泡沫材料吋，聲波的擾動引起間隙以及氣泡內(nèi)的空氣發(fā)生劇烈運(yùn)動，造成空氣和孔壁的產(chǎn)生強(qiáng)烈摩擦。由于摩擦阻力和空氣粘滯力的作用，使相當(dāng)一部分聲能轉(zhuǎn)化為熱能，產(chǎn)生的熱能由空氣與孔壁的熱交換作用而迅速耗散，從而使聲波能量顯著衰減。半開孔泡沫是ー種特殊的開孔泡沫，吸聲原理與開孔泡沫一致，其孔隙連通性比普通開孔泡沫材料小，因此可以通過合理設(shè)計(jì)其結(jié)構(gòu)參數(shù)，利用其高流阻來達(dá)到吸聲性能的優(yōu)化。半開孔泡沫由滲透法制備，制備時將熔化的金屬溶液傾倒入裝滿一定大小的水溶性顆粒的容器，待液體凝固，將顆粒溶于水取出，即可得到半開孔泡沫。這種結(jié)構(gòu)制備簡單，且具有較好的吸聲性能，所以是ー種具有很好應(yīng)用前景的材料。半開孔泡沫可以用三個獨(dú)立的物理參數(shù)表征，包括孔徑D、連通率δ =d/D，和孔隙率Ω。同開孔泡沫相同，半開孔泡沫高頻吸聲性能好，低頻吸聲性能較差。

發(fā)明內(nèi)容
為解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明的目在于提供一種孔徑大小變化的半開孔泡沫吸聲結(jié)構(gòu)，能夠提高泡沫材料在低頻的吸聲性能。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是一種孔徑大小變化的半開孔泡沫吸聲結(jié)構(gòu)，所述半開孔泡沫吸聲結(jié)構(gòu)的孔徑大小沿聲波入射方向呈增大變化。所述半開孔泡沫吸聲結(jié)構(gòu)的孔徑大小沿聲波入射方向呈突變增大變化。所述半開孔泡沫吸聲結(jié)構(gòu)的孔徑大小沿聲波入射方向呈線性遞增變化。本發(fā)明孔徑大小變化的半開孔泡沫吸聲結(jié)構(gòu)，和均質(zhì)半開孔泡沫吸聲結(jié)構(gòu)相比，中低頻吸聲性能提高了 109Γ20%，根據(jù)半開孔泡沫的ー個重要吸聲機(jī)理當(dāng)聲波由連通孔隙向主孔隙傳播時，由于體積突然膨脹十倍至數(shù)十倍，則聲波動能因體積突變而衰減，聲能迅速對外做功，轉(zhuǎn)化為熱能耗散。由于孔徑變大，孔徑大小變化的半開孔泡沫結(jié)構(gòu)的膨脹作用遠(yuǎn)大于均質(zhì)半開孔材料。此外，對于孔徑增大的部分，由于空氣與孔壁的接觸面積増大，從而使空氣粘滯作用被加強(qiáng)，吸聲系數(shù)増大。


圖I為本發(fā)明孔徑大小呈突變增大變化示意圖。圖2為本發(fā)明孔徑大小呈線性連續(xù)増大變化圖，其中圖2 (a)是孔徑大小呈線性連續(xù)增大變化結(jié)構(gòu)示意圖；圖2 (b)是孔徑大小呈線性連續(xù)増大坐標(biāo)圖。
圖3為孔徑大小突變半開孔泡沫與均質(zhì)半開孔泡沫吸聲性能比較。圖4為孔徑大小線性遞增半開孔泡沫與均質(zhì)半開孔泡沫吸聲性能比較。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對本發(fā)明作進(jìn)ー步詳細(xì)說明。如圖I所示，為本發(fā)明優(yōu)選的孔徑大小呈突增變化示意圖，設(shè)均質(zhì)半開孔泡沫沿聲入射方向孔徑為D，將前半段孔徑大小變?yōu)镈1，后半段孔徑大小變?yōu)镈2,且D1O2,如圖2所示，為本發(fā)明優(yōu)選的孔隙率呈線性增大變化示意圖，設(shè)均質(zhì)半開
孔泡沫孔徑為D，將孔隙率沿聲波入射方向逐層變?yōu)镈1. D2, D3、D4,呈線性增大變化，
D ハ + "2 + A +
4實(shí)施例I設(shè)存在均質(zhì)半開孔泡沫沿聲波入射方向厚度為10mm，連通率為O. 25，孔徑為
I.24mm,孔隙率為66. 8%。將前5mm孔徑為改為1mm，后5mm孔徑為改為I. 48mm?？讖酱笮⊥蛔儼腴_孔泡沫與均質(zhì)半開孔泡沫質(zhì)量體積相同，但是中低頻吸聲性能提高了 10% 20%，如圖3所示，為本實(shí)施例孔徑大小突變半開孔泡沫與均質(zhì)半開孔泡沫吸聲性能比較。實(shí)施例2設(shè)存在均質(zhì)半開孔泡沫沿聲入射方向厚度為IOmm,孔徑為1.24mm,連通率為
O.25，孔隙率為66. 8%。將連通率變化為沿入射方向從O. 79mm到I. 69mm呈線性變化?？讖酱笮【€性遞增半開孔泡沫與均質(zhì)半開孔泡沫質(zhì)量體積相同，但是中低頻吸聲性能提高了10% 20%，如圖4所示，為本實(shí)施例孔徑大小線性遞增半開孔泡沫與均質(zhì)半開孔泡沫吸聲性能比較。
權(quán)利要求
1.一種孔徑大小變化的半開孔泡沫吸聲結(jié)構(gòu)，其特征在于所述半開孔泡沫吸聲結(jié)構(gòu)的孔徑大小沿聲波入射方向呈增大變化。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的孔徑大小變化的半開孔泡沫吸聲結(jié)構(gòu)，其特征在于所述半開孔泡沫吸聲結(jié)構(gòu)的孔徑大小沿聲波入射方向呈突變增大變化。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的孔徑大小變化的半開孔泡沫吸聲結(jié)構(gòu)，其特征在于所述半開孔泡沫吸聲結(jié)構(gòu)的孔徑大小沿聲波入射方向呈線性遞增變化。
全文摘要
一種孔徑大小變化的半開孔泡沫吸聲結(jié)構(gòu)，其孔徑大小沿聲波入射方向呈增大變化，該變化為沿聲波入射方向呈突增變化或沿聲波入射方向呈線性遞增變化；當(dāng)聲波由連通孔隙向主孔隙傳播時，由于體積突然膨脹十倍至數(shù)十倍，則聲波動能因體積突變而衰減，聲能迅速對外做功，轉(zhuǎn)化為熱能耗散，由于孔徑變大，突變半開孔泡沫結(jié)構(gòu)的膨脹作用遠(yuǎn)大于均質(zhì)半開孔材料；此外，對于孔徑增大的部分，由于空氣與孔壁的接觸面積增大，從而使空氣粘滯作用被加強(qiáng)，吸聲系數(shù)增大，本發(fā)明和均質(zhì)半開孔泡沫吸聲結(jié)構(gòu)相比，中低頻吸聲性能提高了10%~20%。
文檔編號G10K11/165GK102693718SQ20121017872
公開日2012年9月26日 申請日期2012年6月1日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月1日
發(fā)明者盧天健, 孟晗, 辛鋒先 申請人:西安交通大學(xué)