音華吸聲材料

吸聲材料要與周圍的傳聲介質(zhì)的聲特性阻抗匹配，使聲能無反射地進(jìn)入吸聲材料，并使入射聲能絕大部分被吸收。

借自身的多孔性、薄膜作用或共振作用而對入射聲能具有吸收作用的材料，超聲學(xué)檢查設(shè)備的元件之一。

中文名

吸聲材料

外文名

sound-absorbing material

拼    音

xi sheng cai liao

材料特性

較強(qiáng)的吸收聲能、減低噪聲性能

吸聲材料在應(yīng)用方式上，通常采用共振吸聲結(jié)構(gòu)或漸變過渡層結(jié)構(gòu)。為了提高材料的內(nèi)損耗，一般在材料中混入含有大量氣泡的填料或增加金屬微珠等。在換能器陣的各陣元之間的隔聲去耦、換能器背面的吸聲塊、充液換能器腔室內(nèi)壁和構(gòu)件的消聲覆蓋處理、消聲水槽的內(nèi)壁吸聲貼面等結(jié)構(gòu)上，經(jīng)常利用吸聲材料改善其聲學(xué)性能。

吸聲原理

吸聲材料按吸聲機(jī)理分為：

①靠從表面至內(nèi)

部許多細(xì)小的敞開孔道使聲波衰減的多孔材料，以吸收中高頻聲波為主，有纖維狀聚集組織的各種有機(jī)或無機(jī)纖維及其制品以及多孔結(jié)構(gòu)的開孔型泡沫塑料和膨脹珍珠巖制品。

②靠共振作用吸聲的柔性材料（如閉孔型泡沫塑料，吸收中頻）、膜狀材料（如塑料膜或布、帆布、漆布和人造革，吸收低中頻）、板狀材料（如膠合板、硬質(zhì)纖維板、石棉水泥板和石膏板，吸收低頻）和穿孔板(各種板狀材料或金屬板上打孔而制得，吸收中頻)。以上材料復(fù)合使用，可擴(kuò)大吸聲范圍，提高吸聲系數(shù)。用裝飾吸聲板貼壁或吊頂，多孔材料和穿孔板或膜狀材料組合裝于墻面，甚至采用浮云式懸掛，都可改善室內(nèi)音質(zhì)，控制噪聲。多孔材料除吸收空氣聲外，還能減弱固體聲和空室氣聲所引起的振動。將多孔材料填入各種板狀材料組成的復(fù)合結(jié)構(gòu)內(nèi)，可提高隔聲能力并減輕結(jié)構(gòu)重量。

對入射聲能有吸收作用的材料。吸聲材料主要用于控制和調(diào)整室內(nèi)的混響時(shí)間，

消除回聲，以改善室內(nèi)的聽聞條件；用于降低喧鬧場所的噪聲，以改善生活環(huán)境和勞動條件（見吸聲降噪）；還廣泛用于降低通風(fēng)空調(diào)管道的噪聲。吸聲材料按其物理性能和吸聲方式可分為多孔性吸聲材料和共振吸聲結(jié)構(gòu)兩大類。后者包括單個(gè)共振器、穿孔板共振吸聲結(jié)構(gòu)、薄板吸聲結(jié)構(gòu)和柔順材料等。

影響因素

1、材料的厚度

多孔材料對高頻率聲音吸聲效果明顯，即在高頻區(qū)吸聲系數(shù)較大；

多孔材料對低頻率聲音吸聲效果差，即在低頻區(qū)吸聲系數(shù)較小；

隨著材料厚度的增加，吸聲最佳頻率向低頻方向移動；

厚度每增加1倍，最大吸收頻率向低頻方向移動一個(gè)倍頻程；

材料厚度（最佳吸收頻率下的波長）為λ/4為最佳；

當(dāng)聲音頻率大于500Hz時(shí)，吸聲系數(shù)與厚度無關(guān)。

材料的密度隨著材料密度的增大，最大吸收系數(shù)向低頻方向移動.

材料層于剛性面間的空氣層當(dāng)空氣層厚度d=1/4λ時(shí)，吸聲系數(shù)a最大；對于低頻率聲音來說，λ較大，空氣層厚度也要加大，在工程上增加空氣層厚度不太合適(對于房頂可適當(dāng)增加空氣層的厚度)，一般5-10cm。

護(hù)面層（多應(yīng)用于多孔疏松材料）多孔材料疏松，無法固定，不美觀，需表面覆蓋護(hù)面層，如護(hù)面穿孔板，織物或網(wǎng)紗等；穿孔率（P），即穿孔總面積與未穿孔總面積的比值，穿孔率越大，對中高頻率聲音吸收效果越好，穿孔率越小，對低頻吸收效果越好。

空間吸聲體（室內(nèi)懸掛吸聲體）

將吸聲體懸掛在室內(nèi)對聲音進(jìn)行多方位吸收；

吸聲體投影面積與懸掛平面投影面積的比值約等于40%時(shí)，對聲音的吸聲效率最高；

該法節(jié)省吸聲材料，對工廠、企業(yè)的吸聲降噪比較適用。

材料選用

選用吸聲材料，首先應(yīng)從吸聲特性方面來確定合乎要求的材料，同時(shí)還要結(jié)合重量、防火、防潮、防蛀、強(qiáng)度、外觀、建筑內(nèi)部裝修等要求，綜合考慮進(jìn)行選擇。

吸聲原理

聲音源于物體的振動，它引起鄰近空氣的振動而形成聲波，并在空氣介質(zhì)中向四周傳播。

當(dāng)聲音傳入構(gòu)件材料表面時(shí)，聲能一部分被反射，一部分穿透材料，還有一部由于構(gòu)件材料的振動或聲音在其中傳播時(shí)與周圍介質(zhì)摩擦，由聲能轉(zhuǎn)化成熱能，聲能被損耗，即通常所說聲音被材料吸收。

吸聲系數(shù)

材料的吸聲性能常用吸聲系數(shù)妶表示。入射到材料表面的聲波,一部分被反射,一部分透入材料內(nèi)部而被吸收。被材料吸收的聲能與入射聲能的比值,稱為吸聲系數(shù)。對于全反射面，妶=0；對于全吸收面，妶=1；一般材料的吸聲系數(shù)在0～1之間。材料吸聲系數(shù)的大小與聲波的入射角有關(guān)，隨入射聲波的頻率而異。以頻率為橫坐標(biāo)，吸聲系數(shù)為縱坐標(biāo)繪出的曲線，稱為材料吸聲頻譜。它反

映了材料對不同頻率聲波的吸收特性。測定吸聲系數(shù)通常采用混響室法和駐波管法?；祉懯曳y得的為聲波無規(guī)則入射時(shí)的吸聲系數(shù)，它的測量條件比較接近實(shí)際聲場，因此常用此法測得的數(shù)據(jù)作為實(shí)際設(shè)計(jì)的依據(jù)。駐波管法測得的是聲波垂直入射時(shí)的吸聲系數(shù)，通常用于產(chǎn)品質(zhì)量控制、檢驗(yàn)和吸聲材料的研制分析?；祉懯曳y得的吸聲系數(shù)，一般高于駐波管法。

注意問題

根據(jù)建筑材料的設(shè)計(jì)要求和吸聲材料的特點(diǎn)，進(jìn)行材質(zhì)、造型等方面的選擇和設(shè)計(jì)。建筑上常用的吸聲材料有泡沫塑料、脲醛泡沫塑料、工業(yè)毛氈、泡沫玻璃、玻璃棉、礦渣棉、瀝青礦渣棉、水泥膨脹珍珠巖板、石膏砂漿（摻水泥和玻璃纖維）、水泥砂漿、磚（清水墻面）、軟木板等，每一種吸聲材料對其厚度、容重、各頻率下的吸聲系數(shù)及安裝情況都有要求，應(yīng)執(zhí)行相應(yīng)的規(guī)范。建筑上應(yīng)用的吸聲材料一定要考慮安裝效果。

安裝位置

在建筑物內(nèi)安裝吸聲材料，應(yīng)盡量裝在最容易接觸聲波和反射次數(shù)多的表面上，也要考慮分布的均勻性，不必都集中在天棚和墻壁上。大多數(shù)吸聲材料強(qiáng)度較低，除安裝操作時(shí)要注意之外，還應(yīng)考慮防水、防腐、防蛀等問題。盡可能使用吸聲系數(shù)高的材料，以便使用較少的材料達(dá)到較好的效果。

材質(zhì)的選擇

用作吸聲材料的材質(zhì)應(yīng)盡量選用不易燃、不易蟲蛀發(fā)霉、耐污染、吸濕性低的材料。由于材料的多孔性容易吸濕、尺寸易發(fā)生變形，所以安裝時(shí)要注意膨脹問題。

材料的裝飾性

吸聲材料都是裝于建筑物的表面。因此，在設(shè)計(jì)造型與安裝時(shí)均應(yīng)考慮帶它與建筑物的協(xié)調(diào)性和裝飾性。使用裝飾涂料時(shí)注意不要將細(xì)孔堵塞，以免降低吸聲效果。

材料結(jié)構(gòu)的特征

多孔性材料有的是用作吸聲材料，頁面的名稱相同—多孔材料，但是在氣孔特征上則完全不同。保溫材料要求具有封閉的不相互連通的氣孔，而吸聲材料則要求具有相互開放連通的氣孔，這種氣孔越多吸聲效果越好，與此相反，其保溫隔熱效果越差。另外，還要清楚吸聲與隔聲材料的區(qū)別。吸聲材料由于質(zhì)輕、多孔、疏松，而隔聲性能不好，根據(jù)聲學(xué)原理，材料的密度（kg/m³）越大，越不易振動，則隔聲效果越好。所欲密實(shí)沉重的黏土磚、鋼筋混凝土等材料的隔聲效果比較好，但吸聲效果不佳。