Utvikling av porøse lydabsorberende materialer

1. Historie om lydabsorberende materialer

Mennesker har lenge innsett at tekstiler effektivt kan blokkere lyd, så fra forhistorisk til egyptisk og til og med romersk tid har folk brukt tekstiler, siv, høy osv. som lydabsorberende materialer for å eliminere ekko og motstå støy, noe som gjør folk føler seg mer komfortable. Disse materialene er i hovedsak organiske fibermaterialer, og de små hullene mellom dem gjør dem til naturlige lydabsorberende-materialer, og lydabsorberende organiske fibermaterialer-spiller fortsatt sin rolle den dag i dag.

I gamle tider har mange land og folk gjort store prestasjoner innen akustisk forskning og samlet mye erfaring, men forskningen på lydabsorberende materialer har alltid vært begrenset. Den vitenskapelige forskningen på lydabsorberende-materialer er nært knyttet til teorien om akustisk interiørdesign. Til slutt, i 1898, grunnla WC Sabin teorien om etterklang, og påpekte at lydabsorpsjon spiller en avgjørende rolle i romklangen, og utviklingen av lydabsorberende materialer gikk inn i en ny æra.

Fra 1910 til 1915 jobbet han med selskapet, først utviklet en porøs keramikk, og senere en porøs murstein, for St. Thomas' Church og Riverside Church i New York. For å «maksimere mykheten og rikdommen til orgelets lyd», foreslo han å bruke 1-tommers tykk filt og wireplater med en avstand på 1/4 tomme fra hverandre i musikkrommet; for å absorbere lave frekvenser, foreslo han å bruke et veldig tynt innerfôr av tre med 1 tomme tykt rom. Det kan sies at han la grunnlaget for moderne romakustikkforskning.

mitt lands akustikk startet i 1929. Etter at professor Ma Dayou grunnla Acoustics Research Laboratory i 1957, har mitt lands akustikkforskning gjort betydelige fremskritt. Under ledelse av professor Ma Dayou foreslo landet mitt teorien om mikro-perforert lyd-absorberende kropp, og utviklet en lyddemper for lite-hull for effektivt å redusere luftstrømstøy. Og etablerte trykkloven for luftstrømstøy. Det har lagt et solid grunnlag for utviklingen av akustikk i mitt land.

På 1950-tallet begynte folk å studere lydens psykologi. Fra Haas-effekten i 1951, binaural høring på slutten av 1960-tallet

Fra konseptet og indikatorene som klarhet og binaural korrelasjonskoeffisient IACC som ble foreslått på 1970-tallet, gir disse teoriene pålitelig teoretisk støtte for det nøyaktige arrangementet av-lydabsorberende materialer. I løpet av denne perioden begynte forskningen på-lydabsorberende materialer å være-dybdegående og grundig. Studiet av lydabsorberende materialer involverer også andre egenskaper ved siden av lydytelse. Faktorer som materialers mekaniske, termiske og optiske egenskaper, fuktmotstand, brannmotstand, vedlikehold, konstruksjon og kunstneriske effekter av materialer, og valg og installasjonsplassering av lydabsorberende materialer blir gradvis mer presise. I teaterdesignet studeres publikum også i detalj som en stor lydabsorbent.

I henhold til lydegenskapene til løse og porøse materialer har folk skapt-lydabsorberende materialer, nemlig porøse lydabsorberende-materialer. Porøse materialer er de mest brukte-lydabsorberende materialene for tiden. Dens typer inkluderer uorganiske og organiske fibrøse porøse lydabsorberende materialer-. materialer, skum-som porøs lyd-absorberende materialer, granulær porøs lyd-absorberende materialer osv. Med utviklingen og innovasjonen av akustikk og teknologi, den dedikerte forskningen til akustiske arbeidere og utviklingen av markedet, vil det komme nye porøse lydabsorberende-materialer. For tiden er porøse lydabsorberende materialer mye brukt i konferansesaler, konsertsaler, auditorier og andre bygninger med høye lydkrav.

2. Prinsippet om porøse lydabsorberende materialer

Det såkalte-porøse lydabsorberende materialet- er at denne typen materiale er sammensatt av solide ribber og mikroporer eller mellomrom. Porøse lydabsorberende-materialer har et stort antall sammenkoblede mikroporer eller gap, og porene er små og jevnt fordelt inne i materialet, åpner seg utover og går dypt inn i materialets indre. Lydabsorpsjonsmekanismen er at når lydbølgen faller inn på overflaten av materialet, reflekteres en del av den på overflaten av materialet, og den andre delen trenger inn i det indre av materialet og forplanter seg fremover. Friksjon oppstår på ribbe- eller hullveggen, og lydenergien omdannes til varmeenergi og forsvinner på grunn av viskositeten og varmeledningseffekten. Etter at lydbølgen er reflektert på den stive veggen, når den passerer gjennom materialet og går tilbake til overflaten, overføres en del av lydbølgen til luften, og en del av lydbølgen reflekteres tilbake til materialet. Får materialet til å absorbere noe av lydenergien. Høyfrekvente lydbølger kan øke hastigheten på vibrasjonen av luftpartikler i gapet, og varmevekslingen mellom luften og hullveggen akselereres også. Dette gjør at det porøse materialet har gode høyfrekvente lydabsorberende egenskaper.

3. Klassifisering av porøse lydabsorberende-materialer

Porøse lydabsorberende-materialer har bedre lydabsorberende-effekter og er de mest brukte lydabsorberende materialene-. I utgangspunktet var disse materialene hovedsakelig organiske materialer som hamp og bomull, og nå er de hovedsakelig glassull og steinull.

3.1 Fibermaterialer

Fibermaterialer er hovedsakelig delt inn i lydabsorberende-organiske fibermaterialer og lydabsorberende materialer for uorganisk fiber-i henhold til deres fysiske egenskaper og utseende.

3.1.1 Organiske fibermaterialer

Tradisjonelle organiske fiberlyd-absorberende materialer har gode-lydabsorberende egenskaper i mellom- og høyfrekvensområdet, og er grovt delt inn i animalske fibre og plantefibre. Animalske fibermaterialer inkluderer hovedsakelig filt og ren ullteppe, som kjennetegnes av god lydabsorberende ytelse og nydelig dekorasjonseffekt, men er kostbart og sjeldent brukt. Plantefibermaterialer, som organiske naturfibermaterialer som sukkerrørfiberplater, trefiberplater, sementtrefiberplater og kjemiske fibermaterialer som akrylnitrilfiber, polyesterfiber, melamin, etc., men disse materialene har dårlig brannmotstand, korrosjonsbestandighet, og fuktmotstand. , er applikasjonen begrenset av miljøforhold.

3.1.2 Uorganiske fibermaterialer

Uorganiske fibermaterialer inkluderer hovedsakelig steinull, glassull, slaggull og aluminiumsilikatfiberull osv. På grunn av deres gode lydabsorberende ytelse, lette vekt, ingen møll, ingen råte, ingen forbrenning, ingen aldring osv. har de gradvis erstattet de tradisjonelle lydabsorberende-naturfibermaterialene har blitt mye brukt i akustisk konstruksjon. Men fordi fiberen er sprø og lett å bryte, vil det resulterende fiberpulveret fly i luften, og det dannede støvet vil klø huden, forurense miljøet og påvirke pusten, noe som er ulempen ved påføring. Sammenlignet med syntetiske organiske fibre, er ikke glassfiber og naturfibre lett å eldes, noe som pleide å være en fordel med ytelsen til glassfibermaterialer, men fra et miljøvernperspektiv er materialet ikke lett å bryte ned slik at det til slutt blir fast avfall. sekundær forurensning av miljøet.

3.2 Skummateriale

Skummaterialer inkluderer hovedsakelig skumrisplast, polyuretanskumplast, skumglass og luftbetong. I henhold til de forskjellige celleformene av skummaterialer kan det deles inn i lukkede celler, åpne celler og semi-åpne celler. De lukkede-celleskumene kalles lukkede-celleskum, de som er koblet til hverandre kalles åpne-celleskum, og de som både er koblet og lukket er semi -åpne-celleskum.

3.2.1 Skum med lukkede celler

Metallskummaterialet med lukket-cellestruktur er representert ved lukket-celleskummet aluminium. Lydabsorpsjonskoeffisienten til lukket-celleskummet aluminium er relativt lav, fordi det er vanskelig for lydbølger å nå innsiden av porene og samhandle med den. Det er bare noen sprekker og mikroporer. Det kan ikke brukes som et godt-lydabsorberende materiale.

3.2.2 Semi-Open Cell Foams

Det semi-åpne-aluminiumskummet kan tilberedes ved høy-trykksinfiltrasjon, og under forberedelsen kan den forventede poreforbindelsen oppnås ved å kontrollere forberedelsesparameterne.

3.2.3 Åpne celleskum

Porøsiteten og poreformen kan kontrolleres ved å kontrollere formen og størrelsen på partiklene, og materialer med høy-porøsitet kan lages. Siden det åpne-celleskummaterialet har en kompleks kanalstruktur og grove indre tomrom, har det høy strømningsmotstand, så åpne-celleskum har høy strømningsmotstand. Den generelle lydabsorpsjonsytelsen til cellulært aluminiumskum er mye bedre enn for lukkede celler.

3.3 Partikulære materialer

Granulære materialer er hovedsakelig delt inn i blokker og plater. Blokker inkluderer hovedsakelig slagglyd-absorberende murstein, utvidet perlittlyd-absorberende murstein og terrakottalyd-absorberende murstein, som for det meste brukes til lyddempere med store murseksjoner. Platen inkluderer hovedsakelig utvidet perlittlyd-absorberende dekorativ plate, som er lett i vekt, ikke-brennbar, varmebevarende, varmeisolerende og lav styrke. Lydabsorpsjonseffekten til granulære materialer er imidlertid relativt dårlig, så de brukes generelt i anledninger med høye krav til fuktmotstand og brannbeskyttelse.

3.4 Metallmaterialer

Porøse lydabsorberende-materialer produsert med metallpulver som råmateriale er nye lydabsorberende-materialer som har dukket opp de siste årene, for eksempel Carrom-metalllydabsorberende-paneler produsert i Japan. Fordelen er at den har metallstyrken, og den kan bøyes og kuttes med enkle verktøy. Men de fleste av disse materialene er tynne og må stole på hulrommet bak.

4. Fremtidsutsikter

Nå, etter å ha studert forholdet mellom overflateformen til det lydabsorberende materialet- og lydabsorpsjonskoeffisienten, har folk oppfunnet det kileformede-porøse lydabsorberende materialet-, som kan forbedre lydabsorpsjonen og overføringstapet i et bestemt bånd. Og fiberlydabsorberende-materialer har begynt å vise sin sterke vitalitet på grunn av deres billighet, og partikkellydabsorberende-materialer har også begynt å spille sine varige fordeler i spesielle miljøer.

For å erstatte de mineralfiberlydabsorberende-helseskadelige materialene, utviklet Tyskland først en mikro-perforert plate, en grønn og effektiv resonanslydabsorberende struktur. Den har brede bruksmuligheter innen støykontroll i industrien, spesielt i ekstreme miljøer med høy temperatur, høy lydintensitet eller i spesielle miljøer med høye renhetskrav, så det vil også være en forskningsretning som vil fortsette å utvikle seg i fremtiden, spesielt utvidelse av støyabsorpsjon. Forskning på akustisk båndbredde og lav-støy, bruk av forskjellige materialer eller mikro-perforerte avledede strukturer-fleksibel rørbunt perforert plate lydabsorpsjonsstruktur, og utviklingen av mikro{{6 }}perforerte plater og strukturer i ulike miljøforhold

Slik som applikasjoner i høy temperatur, høy lydintensitet og andre miljøer, har den et bredt spekter av applikasjonsmuligheter.

Med fremgangen i samfunnet stiller folk stadig høyere krav til kvaliteten på lydmiljøet. Et enkelt -lydabsorberende materiale kan ikke lenger oppfylle kravene til miljøvern og høy-effektiv lydabsorpsjon. Blant industrielt fast avfall bør forskningen på klargjøring av lyd-absorberende materialer fra fast bulkavfall som masovnslagg, flyveaske og kullgang styrkes, og muligheten for å forberede lyd- absorbere materialer fra stålslagg, avgangspulver, byggeavfall etc. som råstoff bør utforskes videre. , for å realisere den lave-kostnaden for forberedelse og industriell bruk av lydabsorberende-materialer.

I fremtiden vil «miljøvennlige» og «trygge» akustiske materialer stå i fokus for utviklingen. Øko-miljøvern og bærekraftig utvikling er i fokus for arkitektonisk fornyelse i det nye århundre, og er også hovedemnet for global forskning i det 21. århundre. Produksjonen av-lydabsorberende materialer som er ufarlige for menneskekroppen, kan resirkuleres og er svært effektive, har gode bruksmuligheter. Samtidig bør det også tas hensyn til den estetiske utformingen av produktet, slik at det lydabsorberende materialet blir både praktisk og dekorativt.