Porainu skaņu absorbējošu materiālu izstrāde

1. Skaņu absorbējošu materiālu vēsture

Cilvēki jau sen ir sapratuši, ka audumi var efektīvi bloķēt skaņu, tāpēc no aizvēsturiskiem laikiem līdz ēģiptiešu un pat romiešu laikiem cilvēki ir izmantojuši audumus, niedres, sienu utt. kā skaņu{0}}absorbējošus materiālus, lai novērstu atbalss un novērstu troksni, radot cilvēki jūtas ērtāk. Šie materiāli būtībā ir organisko šķiedru materiāli, un nelielās spraugas starp tiem padara tos par dabiskiem skaņu-absorbējošiem materiāliem, un organisko šķiedru skaņu{2}}absorbējošie materiāli joprojām spēlē savu lomu līdz pat šai dienai.

Senos laikos daudzas valstis un tautas ir guvušas lieliskus sasniegumus akustiskajā izpētē un uzkrājušas lielu pieredzi, taču pētījumi par skaņu{0}}absorbējošiem materiāliem vienmēr ir bijuši ierobežoti. Zinātniskie pētījumi par skaņu{1}}absorbējošiem materiāliem ir cieši saistīti ar interjera akustiskā dizaina teoriju. Visbeidzot, 1898. gadā WC Sabins nodibināja atbalsošanās teoriju un norādīja, ka skaņas absorbcijai ir izšķiroša nozīme telpas atbalsošanā, un skaņu{3}}absorbējošu materiālu izstrāde iegāja jaunā laikmetā.

No 1910. līdz 1915. gadam viņš strādāja ar uzņēmumu, vispirms izstrādājot porainu keramiku un vēlāk porainu ķieģeli Sv. Tomasa baznīcai un Riversaidas baznīcai Ņujorkā. Lai "maksimāli palielinātu ērģeļu skaņas maigumu un bagātību", viņš ieteica mūzikas telpā izmantot 1-collas biezas filca un stiepļu dēļus, kas izvietoti 1/4 collu attālumā viens no otra; lai absorbētu zemas frekvences, viņš ieteica izmantot ļoti plānu koka iekšējo oderi 1 collas biezumā. Var teikt, ka viņš lika pamatus mūsdienu telpu akustikas pētījumiem.

manas valsts akustika sākās 1929. gadā. Pēc tam, kad profesors Ma Dayou 1957. gadā nodibināja Akustikas pētniecības laboratoriju, manas valsts akustikas pētījumi ir guvuši ievērojamu progresu. Profesora Ma Dayou vadībā mana valsts ierosināja teoriju par mikro-perforētu skaņu-absorbējošu ķermeni un izstrādāja nelielu-caurumu trokšņa slāpētāju, lai efektīvi samazinātu gaisa plūsmas troksni. Un izveidoja gaisa plūsmas trokšņa spiediena likumu. Tas ir ielicis stabilu pamatu akustikas attīstībai manā valstī.

1950. gados cilvēki sāka pētīt skaņas psiholoģiju. No Hāsa efekta 1951. gadā, binaurālās dzirdes 1960. gadu beigās

No koncepcijas un tādiem rādītājiem kā skaidrība un binaurālās korelācijas koeficients IACC, ko ierosināja 1970. gados, šīs teorijas sniedz uzticamu teorētisku atbalstu skaņu absorbējošu materiālu precīzai izkārtojumam. Šajā laika posmā skaņu{2}}absorbējošu materiālu izpēte kļuva-padziļināta un rūpīga. Skaņu absorbējošu materiālu izpēte ietver arī citas īpašības, izņemot skaņas veiktspēju. Tādi faktori kā materiālu mehāniskās, termiskās un optiskās īpašības, mitruma izturība, ugunsizturība, apkope, materiālu konstrukcija un mākslinieciskie efekti, skaņu absorbējošu materiālu izvēle un uzstādīšanas vieta pamazām kļūst precīzāki. Teātra noformējumā publika tiek detalizēti pētīta arī kā liels skaņas absorbētājs.

Atbilstoši irdenu un porainu materiālu skaņas īpašībām cilvēki ir radījuši skaņu{0}}absorbējošus materiālus, proti, porainus skaņu{1}}absorbējošus materiālus. Poraini materiāli pašlaik ir visplašāk izmantotie skaņu{2}}absorbējošie materiāli. To veidi ietver neorganiskus un organiskus šķiedru porainus skaņu{3}}absorbējošus materiālus. materiāli, putas{4}}piemēram, poraini skaņu{5}}absorbējoši materiāli, granulēti poraini skaņu-absorbējoši materiāli utt. Līdz ar akustikas un tehnoloģiju attīstību un jauninājumiem, akustisko darbinieku veltītie pētījumi un tirgus attīstībai, būs jauni poraini skaņu{7}}absorbējoši materiāli. Pašlaik porainos skaņu{8}}absorbējošos materiālus plaši izmanto konferenču zālēs, koncertzālēs, auditorijās un citās ēkās ar augstām skaņas prasībām.

2. Porainu skaņu absorbējošu materiālu princips

Tā sauktais -porains skaņu-absorbējošais materiāls ir tāds, ka šāda veida materiāls sastāv no cietām ribām un mikroporām vai spraugām. Porainiem skaņu -absorbējošiem materiāliem ir liels skaits savstarpēji savienotu mikroporu vai spraugu, un poras ir mazas un vienmērīgi sadalītas materiāla iekšpusē, atveroties uz āru un iekļūstot dziļi materiāla iekšpusē. Skaņas absorbcijas mehānisms ir tāds, ka tad, kad skaņas vilnis krīt uz materiāla virsmu, daļa no tā tiek atspoguļota uz materiāla virsmas, bet otra daļa iekļūst materiāla iekšpusē un izplatās uz priekšu. Uz ribas vai cauruma sienas rodas berze, un skaņas enerģija tiek pārvērsta siltumenerģijā un izkliedējas viskozitātes un siltuma vadīšanas efekta dēļ. Pēc skaņas viļņa atstarošanas uz cietās sienas, kad tas iziet cauri materiālam un atgriežas uz virsmas, daļa skaņas viļņa tiek pārraidīta gaisā, bet daļa skaņas viļņa tiek atspoguļota atpakaļ materiālā. Liek materiālam absorbēt daļu skaņas enerģijas. Augstas-frekvences skaņas viļņi var paātrināt spraugā esošo gaisa daļiņu vibrāciju, kā arī tiek paātrināta siltuma apmaiņa starp gaisu un cauruma sienu. Tādējādi porainajam materiālam ir labas augstas frekvences skaņas absorbcijas īpašības.

3. Porainu skaņu{1}}absorbējošu materiālu klasifikācija

P Sākotnēji šie materiāli galvenokārt bija organiski materiāli, piemēram, kaņepes un kokvilna, un tagad tie galvenokārt ir stikla vate un akmens vate.

3.1 Šķiedru materiāli

Šķiedru materiālus galvenokārt iedala organisko šķiedru skaņu{0}}absorbējošos materiālos un neorganisko šķiedru skaņu{1}}absorbējošos materiālos pēc to fizikālajām īpašībām un izskata.

3.1.1. Organisko šķiedru materiāli

Tradicionālajiem organisko šķiedru skaņu{0}}absorbējošiem materiāliem ir labas skaņas-absorbcijas īpašības vidējā un augstā frekvenču diapazonā, un tie ir aptuveni sadalīti dzīvnieku šķiedrās un augu šķiedrās. Dzīvnieku šķiedras materiāli galvenokārt ietver filca un tīras vilnas paklāju, kam raksturīga laba skaņas absorbcijas veiktspēja un krāšņs dekorēšanas efekts, taču tie ir dārgi un reti izmantoti. Augu šķiedru materiāli, piemēram, organisko dabisko šķiedru materiāli, piemēram, cukurniedru šķiedru plātnes, kokšķiedru plātnes, cementa kokšķiedru plātnes, un ķīmisko šķiedru materiāli, piemēram, akrilnitrila šķiedra, poliestera šķiedra, melamīns utt., taču šiem materiāliem ir slikta ugunsizturība, izturība pret koroziju, un mitruma izturība. , lietojumu ierobežo vides apstākļi.

3.1.2. Neorganisko šķiedru materiāli

Neorganisko šķiedru materiāli galvenokārt ietver akmens vate, stikla vate, izdedžu vate un alumīnija silikāta šķiedras vate utt. Pateicoties labajai skaņas absorbcijai, nelielajam svaram, bez kodes, nav puves, nedeg, nenoveco utt. aizstāja tradicionālos dabisko šķiedru skaņu{0}}absorbējošus materiālus, kas ir plaši izmantoti akustiskajā inženierijā. Tomēr, tā kā šķiedra ir trausla un viegli sadalāma, iegūtais šķiedru pulveris lidos gaisā, un izveidojušies putekļi niezēs ādu, piesārņos vidi un ietekmēs elpošanu, kas ir tā trūkums. Salīdzinot ar sintētiskajām organiskajām šķiedrām, stikla šķiedras un dabiskās šķiedras nav viegli novecojamas, kas agrāk bija stikla šķiedras materiāla veiktspējas priekšrocība, taču no vides aizsardzības viedokļa materiāls nav viegli noārdāms, lai tas galu galā kļūtu. cietie atkritumi. sekundārais vides piesārņojums.

3.2 Putu materiāls

Putu materiāli galvenokārt ietver putu rīsu plastmasu, poliuretāna putu plastmasu, putu stiklu un gāzbetonu. Atbilstoši putu materiālu dažādajām šūnu formām to var iedalīt slēgtās šūnās, atvērtās šūnās un daļēji{0}}atvērtās šūnās. Slēgtās-šūnu putas sauc par slēgtajām -atvērtās-šūnu putas.

3.2.1. Slēgto šūnu putas

Metāla putu materiāls ar slēgtu{0}}šūnu struktūru ir attēlots ar slēgtu-šūnu putu alumīniju. Slēgtu -šūnu putu alumīnija skaņas absorbcijas koeficients ir salīdzinoši zems, jo skaņas viļņiem ir grūti sasniegt poru iekšpusi un ar to mijiedarboties. Ir tikai dažas plaisas un mikroporas. To nevar izmantot kā labu skaņu{3}}absorbējošu materiālu.

3.2.2. daļēji-atvērto šūnu putas

Daļēji -atvērto-šūnu alumīnija putas var pagatavot ar augstspiediena infiltrāciju, un to sagatavošanas laikā, kontrolējot sagatavošanas parametrus, var panākt paredzamo poru savienojamību.

3.2.3. Open Cell Foams

Porainību un poru formu var kontrolēt, kontrolējot daļiņu formu un izmēru, un var izgatavot augstas{0}porainības materiālus. Tā kā atvērto-šūnu putu materiālam ir sarežģīta kanālu struktūra un raupji iekšējie tukšumi, tam ir augsta plūsmas pretestība, tāpēc atvērto-šūnu putām ir augsta plūsmas pretestība. Šūnu alumīnija putu kopējā skaņas absorbcijas veiktspēja ir daudz labāka nekā slēgtajām šūnām.

3.3. Daļiņu materiāli

Granulētos materiālus galvenokārt iedala blokos un plāksnēs. Bloki galvenokārt ietver izdedžus{0}}skaņu absorbējošus ķieģeļus, izpūstas perlīta-skaņu absorbējošus ķieģeļus un terakotas skaņu-absorbējošus ķieģeļus, ko galvenokārt izmanto trokšņa slāpētājiem ar lielām mūra sekcijām. Plāksnē galvenokārt ir iekļauta putuperlīta skaņu-absorbējoša dekoratīvā plāksne, kas ir viegla, ne-degoša, siltumu saglabājoša, siltumizolējoša un maza izturīga. Tomēr granulēto materiālu skaņas absorbcijas efekts ir salīdzinoši vājš, tāpēc tos parasti izmanto gadījumos, kad ir augstas prasības attiecībā uz mitruma izturību un ugunsdrošību.

3.4. Metāla materiāli

Poraini skaņu{0}}absorbējoši materiāli, kas ražoti, izmantojot metāla pulveri kā izejmateriālu, ir jauni skaņu-absorbējoši materiāli, kas parādījās pēdējos gados, piemēram, Japānā ražotie Carrom metāla skaņu{2}}absorbējošie paneļi. Tā priekšrocība ir tā, ka tai ir metāla izturība, un to var saliekt un griezt ar vienkāršiem instrumentiem. Bet lielākā daļa no šiem materiāliem ir plāni, un tiem ir jāpaļaujas uz aizmugures dobumu.

4. Nākotnes perspektīva

Tagad, izpētot attiecības starp skaņu{0}}absorbējošā materiāla virsmas formu un skaņas absorbcijas koeficientu, cilvēki ir izgudrojuši ķīļveida-porainu skaņu{2}}absorbējošu materiālu, kas var uzlabot skaņas absorbcijas un pārraides zudums noteiktā joslā. Šķiedru skaņu-absorbējošie materiāli ir sākuši izrādīt savu spēcīgo vitalitāti to lētuma dēļ, un daļiņu-tipa skaņu-absorbējošie materiāli arī ir sākuši izmantot savas noturīgās priekšrocības īpašās vidēs.

Lai aizstātu veselībai kaitīgos minerālšķiedru skaņu-absorbējošos materiālus, Vācija vispirms izstrādāja mikro-perforētu plāksni — zaļu un efektīvu rezonanses skaņu{2}}absorbējošu struktūru. Tam ir plašas pielietojuma perspektīvas trokšņu kontrolē nozarē, īpaši ekstrēmās vidēs ar augstu temperatūru, augstu skaņas intensitāti vai īpašās vidēs ar augstām tīrības prasībām, tāpēc tas būs arī pētniecības virziens, kas turpinās attīstīties arī nākotnē, jo īpaši trokšņa absorbcijas paplašināšanās. Izpēte par akustiskās joslas platumu un zemfrekvences troksni, dažādu materiālu vai mikro-perforētu atvasinātu struktūru-elastīga cauruļu kūļa perforētas plāksnes skaņas absorbcijas struktūras izmantošanu un mikro{{6} }}perforētas plāksnes un konstrukcijas dažādās vides attiecībās

Piemēram, lietojumiem augstā temperatūrā, augstas skaņas intensitātē un citās vidēs, tam ir plašs pielietojuma klāsts.

Sabiedrībai progresējot, cilvēkiem tiek izvirzītas arvien augstākas prasības pret skaņas vides kvalitāti. Viens skaņu{0}}absorbējošs materiāls vairs neatbilst vides aizsardzības un augstas-efektivitātes skaņas absorbcijas prasībām. No rūpnieciskajiem cietajiem atkritumiem būtu jāpastiprina pētījumi par skaņu absorbējošu materiālu -sagatavošanu no cietajiem lielapjoma atkritumiem, piemēram, domnas izdedžiem, viegliem pelniem un ogļu sārņiem, kā arī iespēja sagatavot skaņu- jāturpina pētīt materiālus no tērauda izdedžiem, atkritumu pulvera, celtniecības atkritumiem utt. kā izejvielas. , lai realizētu zemo izmaksu-sagatavošanu un skaņu{5}}absorbējošu materiālu rūpniecisko pielietojumu.

Nākotnē attīstības uzmanības centrā būs "videi draudzīgi" un "droši" akustiskie materiāli. Eko{0}}vides aizsardzība un ilgtspējīga attīstība ir jaunā gadsimta arhitektūras atjaunošanas uzmanības centrā, kā arī 21. gadsimta globālās izpētes galvenais priekšmets. Tādu skaņu-absorbējošu materiālu ražošanai, kas ir nekaitīgi cilvēka ķermenim, var tikt pārstrādāti un kuri ir ļoti efektīvi, ir labas pielietošanas iespējas. Vienlaikus uzmanība jāpievērš arī izstrādājuma estētiskajam dizainam, lai skaņu{3}}absorbējošais materiāls būtu gan praktisks, gan dekoratīvs.