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1、非织造吸声隔音材料的研究进展前言随着社会的发展和人民生活水平的提高,人们对生活和工作环境舒适度的要求越来越高,而与三大污染并列的噪声污染就成为破坏人们工作和生活环境质量的罪魁祸首,它不仅能够严重危害人的听觉系统,使人易感疲倦、耳聋,而且还会加速建筑物、机械结构的老化,影响设备及仪表的精度和使用寿命。目前,在室外噪声污染防治与室内音质设计中,吸声材料是不可缺少的一个重要技术环节。因此,研究新型适用的吸声材料,提高控噪工程的质量,改善人居环境,具有很大的现实意义。1，原理声波在不同的媒质中有不同的传播速度和损耗。声能
2、的损耗主要是通过粘滞性内摩擦、热传导和弛豫作用来完成的。多孔性材料具有致密、均匀、细微的相互贯通的泡孔结构,综合运用了多孔性吸声机理[19]、粘弹性材料阻尼吸声机理[20]和共振吸声机理[21],它们共同作用,互为补充,实现对声音的吸收,表现出优异的中低频吸声性能。孔性材料的吸声性能是由它的物理性质和内部结构决定的,即主要由结构因子、孔隙率和流阻3个结构参数来决定。同时还要受到它所处的外部环境与空间的影响,其中最典型的是空腔即试样背后空气层的厚度。具体而言,当声波入射到纤维多孔材料表面时可进入细孔中去,引起孔隙内
3、的空气和材料本身振动。由于声波传播时的质点振动速度各不相同,使相邻质点间产生了相互作用的粘滞力或内摩擦力,空气的摩擦和粘滞作用使振动动能(声能)不断转化为热能,从而使声波衰减,消耗一部分声能。即使有一部分声能透过纤维到达壁面,也会在反射时再次经过吸声材料,声能又一次被吸收。同时又由于声波传播时媒质质点的疏密程度不同,因而媒质各处的温度也不相同,从而使相邻质点间产生了热量传递,使声能不断转化为热能。这样,大部分声能被损耗掉,从而使纤维材料表现出高效的吸声性能[22]。[19]?刘天齐.环境保护[M].北京:化学工业
4、出版社,1996.137.[20]?曷?勇.建筑材料[M].北京:中国建材工业出版社,1996.20.[21]?秦清明,贾一峰.减震,吸声,隔声复合材料及其在工程中的应用[J].噪声与振动控制,1994,(4):2-7.[22]?马大猷.现代声学理论基础[M].北京:科学出版社,2006.230.非织造布是由纤维网形成的布状材料。其主要原料是各种纤维,这些定向或随机排列的纤维通过摩擦、抱合、粘合或这些方法的组合而制成片状物、纤维网或絮垫(不包括纸、机织物、针织物、簇绒织物、带有缝编纱线的缝编织物以及湿法、缩绒的毡
5、制品)。非织造布具有这种三维网状的内部结构,属于多孔隙纤维网织物。由于其具有多孔性、柔软性及弹性,因此非常适合用作吸声材料。当声波入射到多孔、柔性的非织造布表面时,就有一部分透入到材料内部,而另一部分在材料表面上反射。透入到材料内部的声波在纤维夹缝和微孔中左右传播,并与构成夹缝和微孔的纤维表面产生摩擦,由于粘滞性和热传导效应会消耗一部分声能,这样非织造布材料就具有了吸声的效果[4没下载]。[4]罗以喜.吸声隔音用纤维与非织造布复合材料[J].非织造布,2003,11(4),35～36.吸音评价指标苏文,等:道路声
6、屏障用非织造布吸声材料的可行性研究[J].非织造布，2009，17（2）:20~231，吸声系数吸声系数是评价材料吸声性能优劣的主要指标之一。吸声系数是指声波在物体表面反射时，其能量被吸收的百分率，通常用符号来表示,值越大，吸声性能就越好。＝(E入-E反)/E入=E吸／E入式中：E入为入射总声能，E反为反射声能，E吸为被吸收的声能。一般材料或结构的吸声系数在0-1之间，通常把吸声系数>0.2的材料称为吸声材料；吸声系数>0.8的材料称为强吸声材料。1.2 吸声系数的测量方法[2]周新祥主编.噪声控制及应用实例[M
7、].北京:海洋出版社.1999：129-135吸声系数可由实验方法测出,常用的方法有混响室法和驻波管法两种。混响室测量无规则入射吸声系数,用αT表示;驻波管测量垂直入射吸声系数,用α0表示。2，影响因素人们对非织造布吸声频谱规律也进行了一定研究,主要分析了材料厚度、针刺密度、表面粗糙度和纤维成分对吸声系数的影响,以及吸声系数与声阻抗率随频率的变化规律。特别是KinoN和UenoT对纤维多孔材料吸声性能进行了深入研究,基于Johnson-Allard模型及对模型的改进,建立了流阻、纤维直径和体积密度等结构参数之间的
8、关系,并可预测出相关的非吸声参数和吸声系数;选用不同尺寸的样品与阻抗管进行匹配实验,得出与阻抗管直径的相对误差应控制在0.5~1.0mm范围内,才能消除结合处的共振效应结构。此外,还研究了相同流阻条件下,体积密度、孔形状因子之间的关系,流阻、纤维等量直径和体积密度之间的关系,以及纤维截面形状对吸声性能的影响。徐帆徐帆.大麻纤维的吸声性能[J].纺织科技进步，2008，（5
