多孔性吸声材料

吸声材料

吸声材料的应用有哪些？
吸声材料的应用 吸声装饰艺术板，它的原材料为100%的聚酯纤维，这种艺术板的颜色和风格种类比较多，选择余地大，这种材料目前主要应用于建筑装修和声学工程领域。

吸音棉，原来市场上的吸引材料多为玻璃纤维和海绵等材料，但是这些材料害处比较大，为了取代他们，人们才研究和生产出吸音棉，吸音棉具有很大的环保型，对人体完全无害，可以和人体直接接触，并且，它的防火性能也很好，用上去更安全。 吸音海绵，吸音海绵与普通海绵的结构很相似，但是吸音海绵的环保性、吸引性、防火性、保温性等都远远好过普通海绵，应用十分广泛，主要见于吊顶装修、墙面装修，还有实验室的应用，这种材料容易掉色、积尘，价格也比较高，这些都是它的缺点。

芳纶吸声材料，这种材料是专门为军工领域研制的，因此，它的优点格外多，强度高、耐高温、防火防电、抗辐射、性能稳定、吸音效果好等都是它的优点，尤其在吸收低频段声波方面的功能十分突出，除此之外，材料的环保性能也很优越，零污染，可以和人体直接接触。 PET纤维棉，这种材料保温性能好、质量轻便、无毒无害，还满足国际防火要求，目前主要用于工业设备、交通设备、家电制造、室内装修和建筑物的隔热保温方面。

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常用吸声材料的种类和吸声特性有哪些
1、多孔吸声材料：矿棉、玻璃棉、毛毡、木丝吸声板等多孔材料，有良好的中高频吸收，背后留有空气层时，还能吸收低频。

2、穿孔板共振吸声结构：穿孔胶合板、穿孔纤维水泥板、穿孔纸面石膏板、穿孔金属板等一般吸收中频，与多孔材料结合吸收中高频，背后用大空腔还能吸收低频。

3、薄膜吸声结构：塑料薄膜、帆布、人造革等薄膜属中频吸声材料，薄膜与其后面得空腔构成的薄膜吸声结构可吸收低中频。

4、空间吸声体：将吸声材料做成各种形状的空间吸声体吊挂在空中，因其吸声面积比投影面积大得多，按投影面积计算，其吸声系数可大于1。吧吸声体悬挂在声能流密度大的位置（例如靠近声源处、反射有聚焦的地方）具有较好的吸声效果。

5、帘幕：具有透气性能的纺织品作为帘幕，离开墙面或窗洞一定距离安装，如同多孔材料后面设置了空气层，对中高频有一定的吸声效果。
如何区别吸声、隔声、吸声材料、隔声材料？请列出材质上和工程应用
当前，噪声已成为一种主要的环境污染，建筑物的声环境问题越来越受到人们的关注和重视.选用适当的材料对建筑物进行吸声和隔声处理是建筑物噪声控制工程中最常用最基本的技术措施之一.但是，由于对噪声控制的手段缺乏了解，“吸声”和“隔声”作为完全不同的概念，常常被混淆了.玻璃棉、岩矿棉一类具有良好吸声性能但隔声性能很差的材料被误称为“隔音材料”，早年一些以植物纤维为原料制成的吸声板被命名为“隔音板”并用以解决建筑物的隔声问题…….为了合理使用材料、提高建筑物噪声控制效果，对“吸声”和“隔声”这两个概念有进一步了解和明确的必要.材料吸声和材料隔声的区别在于，材料的吸声着眼于声源一侧反射声能的大小，目标是反射声能要小.材料隔声着眼于入射声源另一侧的透射声能的大小，目标是透射声能要小.吸声材料对入射声能的衰减吸收，一般只有十分之几，因此，其吸声能力即吸声系数可以用小数表示；而隔声材料可使透射声能衰减到入射声能的10-3~10-4或更小，为方便表达，其隔声量用分贝的计量方法表示.这两种材料在材质上的差异是吸声材料对入射声能的反射很小，这意味着声能容易进入和透过这种材料；可以想像，这种材料的材质应该是多孔、疏松和透气的，这就是典型的多孔性吸声材料，它在工艺上通常是用纤维状、颗粒状或发泡材料以形成多孔性结构；它的结构特征是：材料中具有大量的、互相贯通的、从表到里的微孔，也即具有一定的透气性.当声波入射到多孔材料表面时，引起微孔中的空气振动，由于摩擦阻力和空气的黏滞阻力以及热传导作用，将相当一部分声能转化为热能，从而起吸声作用.对于隔声材料，要减弱透射声能，阻挡声音的传播，就不能如同吸声材料那样多孔、疏松、透气，相反它的材质应该是重而密实的，如钢板、铅板、砖墙等一类材料.隔声材料材质的要求是密实无孔隙或缝隙；有较大的重量.由于这类隔声材料密实，难于吸收和透过声能而反射能强，所以它的吸声性能差.在工程上，吸声处理和隔声处理所解决的目标和侧重点不同，吸声处理所解决的目标是减弱声音在室内的反复反射，也即减弱室内的混响声，缩短混响声的延续时间即混响时间；在连续噪声的情况下，这种减弱表现为室内噪声级的降低，此点是对声源与吸声材料同处一个建筑空间而言.而对相邻房间传过来的声音，吸声材料也起吸收作用，从而相当于提高围护结构的隔声量.隔声处理则着眼于隔绝噪声自声源房间向相邻房间的传播，以使相邻房间免受噪声的干扰.由此可以看出，利用隔声材料或隔声构造隔绝噪声的效果比采用吸声材料的降噪效果要高得多.这说明，当一个房间内的噪声源可以被分隔时，应首先采用隔声措施；当声源无法隔开又需要降低室内噪声时才采用吸声措施.但是吸声材料的特有作用更多地表现在缩短、调整室内混响时间的能力上，这是任何别的材料代替不了的.由于房间的体积与混响时间成正比的关系，体积大的建筑空间混响时间长，从而影响了室内的听闻条件，此时往往离不开吸声材料对混响时间的调节.对诸如电影院、会堂、音乐厅等大型厅堂，可按其不同听音要求，选用适当的吸声材料，结合体型调整混响时间，达到听音清晰、丰满等不同主观感觉的要求.从这点上说，吸声材料显示了它特有的重要性，所以通常说的声学材料往往指的就是吸声材料.吸声和隔声有着本质上的区别，但在具体的工程应用中，它们却常常结合在一起，并发挥了综合的降噪效果.从理论上讲，加大室内的吸声量，相当于提高了分隔墙的隔声量.常见的有隔声房间、隔声罩、由板材组成的复合墙板、交通干道的隔声屏障、车间内的隔声屏、管道包扎等等.吸声材料如单独使用，可以吸收和降低声源所在房间的噪声，但不能有效地隔绝来自外界的噪声.当吸声材料和隔声材料组合使用，或者将吸声材料作为隔声构造的一部分，其有利的结果，一般都表现为隔声结构隔声量的提高.为了合理地选用材料，提高建筑物吸声和隔声处理的效果，首先从概念上将吸声、隔声、吸声材料、隔声材料区别开来，应当是建筑物噪声控制中首要的基本问题.。
多孔吸声材料具有怎样的吸声特性？
多孔吸声材料 玻璃棉、超细玻璃棉、岩棉等无机材料，以及棉、毛、麻、木质纤维等有机材料属多孔吸声材料。

1.吸声机理及吸声频率特性

多孔材料具有大量内外连通的微小空隙和孔洞，当声波入射其中时，引起空隙中空气的振动。由于空气的黏滞阻力，空气与孔壁的摩擦和热传导作用，使声能转化为热能而损耗掉。

错误认识一：表面粗糙的材料，如拉毛水泥等，具有良好的吸声性能。

错误认识二：内部存在大量孔洞（单个闭合、互不连通）的材料，如泡沫塑料，具有良好的吸声性能。

吸声频率：多孔吸声材料一般对中、高频声波具有良好的吸声能力。

2.影响多孔材料吸声性能的因素

(1)空气流阻

空气流阻反映了空气质点通过材料空隙时的阻力。对于特定的多孔材料，存在最佳流阻。

(2)孔隙率孔隙率是指材料中连通的空隙体积和材料总体积之比。多孔材料的孔隙率一般在70%以上，多数达90%左右。对于一定厚度的多孔材料，存在最佳孔隙率。

(3)厚度增加多孔材料的厚度，可以增加对低频声的吸收，但对高频声的吸声性能影响则较小。厚度增加到一定程度时，对吸声系数的影响就不明显了。

(4)表观密度（容重）

材料厚度不变，增加表观密度可提高中低频的吸声系数，但比增加厚度引起的变化相对较小。材料表观密度也存在最佳值。

(5)安装条件

多孔材料背后留有空腔，其中、低频的吸声系数会有所提高。

(6)面层的影响

多孔材料饰面应具有良好的透气性，否则会降低材料的吸声系数。

(7)温度和湿度的影响

常温条件下，温度对多孔材料的吸声系数几乎没有影响。

多孔材料吸湿后，中高频的吸声系数将降低，并使材料变质。多孔材料不适合在高湿条件下使用。
绝热材料、吸声材料各有什么要求？
绝热材料是指用于建筑围护或者热工设备、阻抗热流传递的材料或者材料复合体，既包括保温材料，也包括保冷材料。

绝热材料一方面满足了建筑空间或热工设备的热环境，另一方面也节约了能源。因此，有些国家将绝热材料看作是继煤炭、石油、天然气、核能之后的“第五大能源”。

绝热材料 thermal insulating material 对热流有较强阻抗作用的材料。主要用于房屋建筑的墙体、屋面或工业管道、窑炉等的保温和隔热。

按绝热原理分为： ①多孔材料。靠热导率小的气体充满孔隙中绝热。

一般以空气为热阻介质，主要是纤维状聚集组织和多孔结构材料。泡沫塑料的绝热性较好，其次为矿物纤维（如石棉）、膨胀珍珠岩和多孔混凝土、泡沫玻璃等。

②反射材料。如铝箔能靠热反射减少辐射传热，几层铝箔或与纸组成夹有薄空气层的复合结构，还可以增大热阻值。

绝热材料常以松散材、卷材、板材和预制块等形式用于建筑物屋面、外墙和地面等的保温及隔热。可直接砌筑（如加气混凝土）或放在屋顶及围护结构中作芯材，也可铺垫成地面保温层。

纤维或粒状绝热材料既能填充于墙内，也能喷涂于墙面，兼有绝热、吸声、装饰和耐火等效果。 吸声材料 吸声材料 sound-absorbing material 具有较强的吸收声能、减低噪声性能的材料。

吸声材料按吸声机理分为：①靠从表面至内部许多细小的敞开孔道使声波衰减的多孔材料，以吸收中高频声波为主，有纤维状聚集组织的各种有机或无机纤维及其制品以及多孔结构的开孔型泡沫塑料和膨胀珍珠岩制品。 ②靠共振作用吸声的柔性材料（如闭孔型泡沫塑料，吸收中频）、膜状材料（如塑料膜或布、帆布、漆布和人造革，吸收低中频）、板状材料（如胶合板、硬质纤维板、石棉水泥板和石膏板，吸收低频）和穿孔板（各种板状材料或金属板上打孔而制得，吸收中频）。

以上材料复合使用，可扩大吸声范围，提高吸声系数。 用装饰吸声板贴壁或吊顶，多孔材料和穿孔板或膜状材料组合装于墙面，甚至采用浮云式悬挂，都可改善室内音质，控制噪声。

多孔材料除吸收空气声外，还能减弱固体声和空室气声所引起的振动。将多孔材料填入各种板状材料组成的复合结构内，可提高隔声能力并减轻结构重量。

对入射声能有吸收作用的材料。吸声材料主要用于控制和调整室内的混响时间，消除回声，以改善室内的听闻条件；用于降低喧闹场所的噪声，以改善生活环境和劳动条件（见吸声降噪）；还广泛用于降低通风空调管道的噪声。

吸声材料按其物理性能和吸声方式可分为多孔性吸声材料和共振吸声结构两大类。 后者包括单个共振器、穿孔板共振吸声结构、薄板吸声结构和柔顺材料等。

选用吸声材料，首先应从吸声特性方面来确定合乎要求的材料，同时还要结合防火、防潮、防蛀、强度、外观、建筑内部装修等要求，综合考虑进行选择。 吸声系数 材料的吸声性能常用吸声系数 ？？表示。

入射到材料表面的声波，一部分被反射，一部分透入材料内部而被吸收。被材料吸收的声能与入射声能的比值，称为吸声系数。

对于全反射面，？？=0；对于全吸收面，？？=1；一般材料的吸声系数在0~1之间。材料吸声系数的大小与声波的入射角有关，随入射声波的频率而异。

以频率为横坐标，吸声系数为纵坐标绘出的曲线，称为材料吸声频谱。它反映了材料对不同频率声波的吸收特性。

测定吸声系数通常采用混响室法和驻波管法。混响室法测得的为声波无规则入射时的吸声系数，它的测量条件比较接近实际声场，因此常用此法测得的数据作为实际设计的依据。

驻波管法测得的是声波垂直入射时的吸声系数，通常用于产品质量控制、检验和吸声材料的研制分析。混响室法测得的吸声系数，一般高于驻波管法。

多孔性吸声材料 这类材料的物理结构特征是材料内部有大量的、互相贯通的、向外敞开的微孔，即材料具有一定的透气性。 工程上广泛使用的有纤维材料和灰泥材料两大类。

前者包括玻璃棉和矿渣棉或以此类材料为主要原料制成的各种吸声板材或吸声构件等；后者包括微孔砖和颗粒性矿渣吸声砖等。 吸声机理和频谱特性 多孔吸声材料的吸声机理是当声波入射到多孔材料时，引起孔隙中的空气振动。

由于摩擦和空气的粘滞阻力，使一部分声能转变成热能；此外，孔隙中的空气与孔壁、纤维之间的热传导，也会引起热损失，使声能衰减。 多孔材料的吸声系数随声频率的增高而增大，吸声频谱曲线由低频向高频逐步升高，并出现不同程度的起伏，随着频率的升高，起伏幅度逐步缩小，趋向一个缓慢变化的数值。

影响多孔材料吸声性能的因素 影响多孔材料吸声性能的参数主要有：①流阻，它是在稳定的气流状态下，吸声材料中的压力梯度与气流线速度之比。当厚度不大时，低流阻材料的低频吸声系数很小，在中、高频段，吸声频谱曲线以比较大的斜率上升，高频的吸声性能比较好。

增大材料的流阻，中、低频吸声系数有所提高；继续加大材料的流阻，材料从高频段到中频段的吸声系数将明显下降，此时，吸声性能变劣。所以，对一定厚度的多孔材料，有一个相应适宜的流阻值，过高和过低的流阻值，都无法使材料具有良好的吸声性能。

②孔隙率。

简述影响多孔性吸声材料吸声效果的因素。

【答案】：材料的表观密度和构造的影响：对同一种多孔材料(例如超细玻璃纤维)而言，当其表观密度增大时，对低频的吸声效果有所提高，而对高频的吸声效果则有所降低。孔隙愈多愈细小，吸声效果愈好。如果孔隙太大，则效果就差。如果材料中的孔隙大部分为单独的封闭的气泡，则因声波不能进入，从吸声机理上来讲，就不属于多孔性吸声材料。
材料的厚度：增加多孔材料的厚度，可提高对低频的吸声效果，而对高频则没有多大的影响。
背后空气层的影响：背后空气层的作用相当于增加了材料的厚度，吸声效能一般随空气层厚度增加而提高。
表面特征的影响：当多孔材料表面涂刷油漆或材料吸湿时，则因材料的孔隙被水分或涂料所堵塞，其吸声效果亦将大大降低。