聲學(xué)材料知識(shí)：薄、輕、寬、強(qiáng)是其主要發(fā)展方向

聲學(xué)材料研究是目前噪聲控制的熱點(diǎn)領(lǐng)域之一。

按照功能分類，聲學(xué)材料可以分為：

• 吸聲材料

• 隔聲材料

• 阻尼材料

• 透聲材料

按應(yīng)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(dāng)前聲學(xué)材料研究的焦點(diǎn)，在于微穿孔板吸聲材料、聲子晶體材料、低頻薄層聲學(xué)材料和聲學(xué)智能材料。

微穿孔板吸聲技術(shù)是由我國聲學(xué)家馬大猷院士在20世紀(jì)70年代提出的，馬先生在1975年發(fā)表在《中國科學(xué)》的一篇文章，給出了（金屬）微穿孔板的聲學(xué)特性計(jì)算方法和設(shè)計(jì)原理，并將其應(yīng)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(xué)等領(lǐng)域的廣泛應(yīng)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(jī)理，聲渦轉(zhuǎn)換與微流結(jié)構(gòu)聲吸收，擴(kuò)散場內(nèi)微孔板的聲吸收，高聲強(qiáng)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(shí)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(jī)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(yīng)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(xué)材料的另外一個(gè)理論上的研究熱點(diǎn)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(jī)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(qiáng)色散或強(qiáng)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(xué)材料。

使用智能材料，實(shí)現(xiàn)聲能向電能的轉(zhuǎn)變，也是實(shí)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(shí)現(xiàn)突破，關(guān)鍵在于機(jī)電轉(zhuǎn)換效率與換能材料的形式。

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

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