聲學材料知識：薄、輕、寬、強是其主要發(fā)展方向

聲學材料研究是目前噪聲控制的熱點領域之一。

按照功能分類，聲學材料可以分為：

• 吸聲材料

• 隔聲材料

• 阻尼材料

• 透聲材料

按應用方向分類，可以分為：

• 建聲材料

• 水聲材料

• 超聲材料

按材料形式分類，可以分為：

• 纖維材料

• 泡沫材料

• 高分子材料

• 結(jié)構(gòu)材料

• ......

當前聲學材料研究的焦點，在于微穿孔板吸聲材料、聲子晶體材料、低頻薄層聲學材料和聲學智能材料。

微穿孔板吸聲技術(shù)是由我國聲學家馬大猷院士在20世紀70年代提出的，馬先生在1975年發(fā)表在《中國科學》的一篇文章，給出了（金屬）微穿孔板的聲學特性計算方法和設計原理，并將其應用于如高溫、高壓、高速流場等一些特殊情況下的噪聲控制。

90年代以來，由于在建筑聲學等領域的廣泛應用，微穿孔板吸聲材料和技術(shù)再一次得到國內(nèi)外同行的高度重視，目前在微孔板吸聲機理，聲渦轉(zhuǎn)換與微流結(jié)構(gòu)聲吸收，擴散場內(nèi)微孔板的聲吸收，高聲強條件下的微孔板吸聲特性等方面的研究中又得到了一些新的結(jié)果，同時馬先生也親自給出了微孔板吸聲特性的精確算法等研究結(jié)果。

另外，在微孔板的制造工藝方面，各種生產(chǎn)廠家也根據(jù)材料和生產(chǎn)工藝的發(fā)展，提出了機械鉆孔法、泡沫鋁法、激光打孔法、電腐蝕法等多種微孔加工方法。在歐洲，不僅微孔板得到了廣泛的應用和發(fā)展，而且還利用柔性薄膜等新材料，加工了一種稱之為微孔BARRISOLa Microsorbera的材料，國內(nèi)也有人在微孔的后面加接柔性軟管束，以提高低頻聲阻和吸聲效果。

聲學材料的另外一個理論上的研究熱點是聲子晶體材料，它主要是指周期性多元嵌入結(jié)構(gòu)材料，通過Bragg散射、局部共振等機理產(chǎn)生通帶和阻帶特性，提高非線性損耗，可望用于中低頻段的吸聲和隔聲。

研究表明利用低聲速的強色散或強非線性材料，或促使縱波能量向橫波的轉(zhuǎn)移，可望用于發(fā)展低頻薄層聲學材料。

使用智能材料，實現(xiàn)聲能向電能的轉(zhuǎn)變，也是實現(xiàn)低頻材料的一種可能選擇，伴隨著有源控制技術(shù)的發(fā)展可望在近期實現(xiàn)突破，關鍵在于機電轉(zhuǎn)換效率與換能材料的形式。

總體來說，聲學材料的多樣化給建筑聲學和噪聲控制設計帶來更多的選擇和可能，而聲學材料發(fā)展的方向主要包括四個方面，即：薄——材料厚度；輕——材料質(zhì)量；寬——聲學頻帶；強——結(jié)構(gòu)強度。

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