吸聲瓦的材料、結(jié)構(gòu)、厚度以及所貼艇體的結(jié)構(gòu)不同,其吸聲效果也不盡相同。據(jù)美國海軍報道,俄羅斯“臺風(fēng)”級潛艇敷設(shè)了150毫米厚的吸聲瓦后,可使美國MK 46和MK 48型魚雷的主動聲納的探測距離減小到30%左右。這一點在美、英海軍進(jìn)行的聯(lián)合軍事訓(xùn)練中得到了證實。英國裝有吸聲瓦的“壯麗”號核潛艇與美軍兩艘裝有主動聲納的“鱘魚”級核潛艇進(jìn)行反潛戰(zhàn)模擬對抗時,“鱘魚”動用了各種反潛探測器卻始終未能發(fā)現(xiàn)在其聲納工作范圍內(nèi)活動的“壯麗”號蹤跡。
在吸聲瓦使用之初,人們認(rèn)為吸聲瓦的主要功能是吸收敵方主動聲納發(fā)出的探測波。隨著吸聲瓦技術(shù)在潛艇上的廣泛應(yīng)用,人們發(fā)現(xiàn)吸聲瓦除具有吸聲功能外,同時還能抑制艇體振動,隔離內(nèi)部噪聲向艇外輻射,降低本艇自噪聲,改善本艇聲納的工作條件,使本艇聲納作用距離獲得較大的提高。外界對俄羅斯“阿庫拉”級核潛艇裝備的吸聲瓦的評價是:“既能吸收敵方聲納發(fā)射的聲波能量,又能吸收艇殼振動的輻射能量?!碑?dāng)然,這需要一定的設(shè)計水平才能實現(xiàn)。但是,一種吸聲瓦難以同時具備良好的吸聲和隔聲性能,而且低頻吸、隔聲性能難以滿足使用要求。為了最大程度地發(fā)揮吸聲瓦的作用,最大限度地降低潛艇的聲信號特征,針對特定的頻段研制出了具有不同“專長”的吸聲瓦。俄羅斯核潛艇的耐壓殼體外表面、非耐壓殼體的內(nèi)表面和外表面均敷設(shè)有不同功能的吸聲瓦。
總之,吸聲瓦具有吸聲、隔聲、抑振等多種功能,可有效降低潛艇自噪聲和聲目標(biāo)信號強度,是提高潛艇隱蔽性的有效裝備 。
吸聲瓦的關(guān)鍵材料即水下吸聲材料,它對聲波的損耗作用主要是通過材料的粘性內(nèi)摩擦作用和彈性弛豫過程完成的。粘性內(nèi)摩擦作用的原理就是阻尼損耗。
彈性弛豫過程的吸聲機理是:彈性吸聲材料會變形,主要是由于每個分子由球形變?yōu)闄E圓形,而分子鏈本身并無變化。這種變形的特征是有明顯的彈性滯后現(xiàn)象。即分子鏈由原來各鏈段紊亂排列的球形構(gòu)象,向各鏈段接近同向排列的構(gòu)象過渡需要一個過程。而使一個分子鏈的各鏈段完全進(jìn)入與外力大小相應(yīng)的新構(gòu)象分布時,需要更長的時間。
同理,除去外力作用時恢復(fù)原狀也需要一個過程。在這一過程中,變形落后于應(yīng)力的變化,使得聲能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮芏鴵p耗。通過對吸聲材料分子結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計,可以達(dá)到增加粘性內(nèi)摩擦和弛豫吸收的目的。潛艇表面覆蓋吸聲材料是為了降低聲反射強度,達(dá)到回聲隱身的目的。
“減少敵方主動聲納探測距離”是吸聲瓦的主要功能。其工作機理就是在海水與船體之間產(chǎn)生阻抗匹配,使得聲波能夠進(jìn)入吸聲瓦內(nèi),由于吸聲瓦材料的阻尼作用和瓦內(nèi)空腔或填充物的作用,使聲波波形發(fā)生變換,聲能轉(zhuǎn)化成熱能被吸耗掉,從而使返回的聲波能量大大降低,達(dá)到減少主動聲納探測距離的目的。
吸聲瓦的起源可以追溯到第二次世界大戰(zhàn)末期,當(dāng)時德國海軍節(jié)節(jié)敗退,為了挽回敗局,減少U型潛艇的損失數(shù)量,德國海軍開始在部分潛艇的外殼上加裝一層名為“阿里貝里奇”的合成橡膠防聲材料,厚約30mm,內(nèi)部有直徑2-5mm的圓柱型空洞。它利用聲音入射時產(chǎn)生的氣泡變形來吸收聲能,在降低反射及艇內(nèi)噪聲方面有一定作用。這個“阿里貝里奇”合成橡膠防聲材料或許就可以認(rèn)為是世界上第一種用于實艇的吸聲瓦。
第二次世界大戰(zhàn)結(jié)束后,前蘇聯(lián)和英國均獲得了部分“阿里貝里奇”技術(shù),在此基礎(chǔ)上,前蘇聯(lián)和英美開始分別發(fā)展各自的吸聲瓦技術(shù)。經(jīng)過幾十年的發(fā)展,最終形成風(fēng)格各異,同時又有十分優(yōu)良的吸聲、抑振效果的吸聲瓦系統(tǒng)技術(shù) 。 隨著吸聲瓦作用不斷被實踐所證實,現(xiàn)已被世界各海軍強國廣泛采用,已成為現(xiàn)代先進(jìn)潛艇的一項重要標(biāo)志之一。
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2012年,《美國聲學(xué)會志》(J. Acoust. Soc. America, 132(2012)694)刊登了中科院力學(xué)研究所王育人課題組有關(guān)水下吸聲材料的最新研究結(jié)果。性能優(yōu)異的現(xiàn)代水下吸聲材料具有廣泛的應(yīng)用前景和迫切的現(xiàn)實需要。亟待解決的關(guān)鍵技術(shù)問題是提高材料在寬頻范圍內(nèi)的吸聲能力、保持材料在高靜水壓力下的強吸聲特性以及加強復(fù)雜環(huán)境下材料的綜合服役性能。
王育人課題組提出了一種基于局域共振吸聲基元網(wǎng)絡(luò)化的寬頻水下吸聲材料新構(gòu)想——“聲子玻璃”新型水下吸聲材料。他們利用多孔材料骨架并結(jié)合共振吸聲原理,構(gòu)筑了具有寬頻多模態(tài)振動模式的吸聲材料,實現(xiàn)了寬頻強吸聲特性,同時多孔骨架復(fù)合材料大大提高了材料的耐高靜水壓力能力。
在前期工作中,為了滿足現(xiàn)代水下吸聲材料對寬頻吸聲頻譜可以被任意剪裁的需要,課題組通過將二維局域共振單元與木堆結(jié)構(gòu)相結(jié)合,提出了一種被稱作局域共振聲子木堆的水下吸聲材料,這種材料可以拓寬和控制吸聲頻譜 。
前蘇聯(lián)生產(chǎn)的潛艇往往噪聲很大,這是由于當(dāng)時前蘇聯(lián)的制造業(yè)與加工水平相對落后造成的。為達(dá)到在全球和美國爭霸的目的,前蘇聯(lián)對潛艇的聲隱身和減振降噪技術(shù)一直投入大量的人力物力,多年發(fā)展后,其吸聲瓦技術(shù)已經(jīng)非常先進(jìn),種類也比較齊全。經(jīng)過二十世紀(jì)五六十年代的設(shè)計研究和反復(fù)試驗,前蘇聯(lián)于1965年開始在潛艇上正式敷設(shè)吸聲瓦,并且所有現(xiàn)役潛艇均敷設(shè)有吸聲瓦。前蘇聯(lián)吸聲瓦的基材主要是丁苯橡膠(前蘇聯(lián)是橡膠生產(chǎn)大國,有豐富的丁苯橡膠資源),為最大限度地達(dá)到吸聲效果,其吸聲瓦一直是帶有一定聲學(xué)結(jié)構(gòu)的橡膠制品。
前蘇聯(lián)的潛艇自噪聲很高,在努力將敵主動聲納下噪聲強度降低的同時,一直積極研究降低本艇自噪聲的方法,并將吸聲瓦技術(shù)和浮筏技術(shù)等機械噪聲治理、袖套等管路噪聲治理這些減振降噪手段有機結(jié)合起來,效果顯著。
前蘇聯(lián)認(rèn)為攻擊型潛艇與戰(zhàn)略核潛艇由于承擔(dān)的任務(wù)不同,在設(shè)計時,前者要突出靈活性,后者要優(yōu)先考慮安靜性,為此,兩者所采用的吸聲瓦技術(shù)也是有很大區(qū)別的。“阿庫拉”級攻擊型核潛艇舯部與艉部殼體均敷設(shè)了50-150mm厚的吸聲瓦,艏部殼體使用的則是一種蒙皮。這種蒙皮如同海豚皮一樣,在水下航行時能起到抑制某種介質(zhì)邊界層的作用,有效地減小了航行阻力。據(jù)推測,這種蒙皮是由上下兩層固態(tài)橡膠和中間的液態(tài)橡膠所組成的,能夠隨航速和壓力的變化自動進(jìn)行調(diào)整。這是已經(jīng)公開的該技術(shù)的惟一工程應(yīng)用實例。“臺風(fēng)”級是世界上最大的戰(zhàn)略核潛艇,整艇均敷設(shè)了100-200mm厚吸聲瓦(采用陶瓷和橡膠復(fù)合構(gòu)成),沒有采用蒙皮,反映了前蘇聯(lián)對攻擊型潛艇和戰(zhàn)略型潛艇在吸聲瓦上的不同設(shè)計思路。前蘇聯(lián)的潛艇,尤其是核潛艇其外殼體很少僅敷設(shè)一種規(guī)格的吸聲瓦,外銷艇除外。這是因為潛艇的各個部位對于整艇的噪音強度的貢獻(xiàn)均不相同,還沒有一種吸聲瓦能夠包辦解決所有問題,所以同一艘潛艇(主要是核潛艇)的不同部位敷設(shè)的吸聲瓦厚度差別很大,其根據(jù)在于不同厚度吸聲瓦的聲學(xué)結(jié)構(gòu)是不盡相同的?!叭奔壓汀鞍炖奔壓藵撏ч_始采用的一種新的雙層吸聲瓦不僅能減小聲納的反射信號,還能降低自噪聲。這種瓦的內(nèi)層是一種直徑各不相同的多孔瓦,用于吸除特定頻率的聲音,外層則是整體的,用于吸收主動聲納信號,以減少主動聲自導(dǎo)魚雷攻擊的可能性。
前蘇聯(lián)潛艇均采用雙殼體,設(shè)計人員充分利用這一結(jié)構(gòu),在潛艇的內(nèi)外殼體上均敷設(shè)了吸聲瓦。外殼體敷設(shè)的吸聲瓦主要是減小反射信號,內(nèi)殼體的吸聲瓦主要是降低本艇自噪聲,且主要敷設(shè)在噪聲較大的艙室外壁,有針對性地敷設(shè)解耦瓦、阻尼瓦或吸聲器。
第二次世界大戰(zhàn)后,英國國力逐漸衰落,英國海軍的潛艇更新?lián)Q代速度很慢。吸聲瓦技術(shù)的研究雖然起步很早,但發(fā)展水平遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于前蘇聯(lián)。英國海軍于20世紀(jì)70年代中期曾在“丘吉爾”號核潛艇上進(jìn)行吸聲瓦的敷設(shè)試驗,此后在“敏捷”級的“壯麗”號和“君權(quán)”號艇的改裝期間都敷設(shè)了吸聲瓦,粘貼方法與前蘇聯(lián)潛艇相似,雖取得了很好的效果,但是吸聲瓦的粘貼和脫落問題一直困繞著英國海軍,其潛艇在出海歸來時吸聲瓦往往都會脫落大半。所以,在“特拉法爾加”級核潛艇和“支持者”級常規(guī)潛艇上敷設(shè)吸聲瓦時采用了纏繞技術(shù),但似乎效果也并不理想,“支持者”級潛艇也存在大面積的脫落現(xiàn)象。英國海軍已放棄先預(yù)制吸聲瓦,再通過粘合劑在實艇敷設(shè)的工藝,而直接采用實艇現(xiàn)場澆注成型技術(shù),其吸聲瓦的基材是聚氨脂。
美國的吸聲瓦技術(shù)研究起步很晚,是在前蘇聯(lián)將吸聲瓦、浮筏等一系列聲隱身和減振降噪技術(shù)在潛艇上成功應(yīng)用之后,特別是“東芝事件”后,前蘇聯(lián)有效地解決了螺旋槳加工制造技術(shù),使其潛艇的噪聲水平接近美國潛艇。美國憑借其先進(jìn)的科研技術(shù)和雄厚的工業(yè)及經(jīng)濟基礎(chǔ),且獲得了英國的吸聲瓦相關(guān)技術(shù),迅速地發(fā)展起來。美國海軍艇體結(jié)構(gòu)與前蘇聯(lián)潛艇不同,采用單殼體結(jié)構(gòu),潛艇自噪聲情況與前蘇聯(lián)潛艇也不相同。因此,吸聲瓦設(shè)計并不完全相同。美國潛艇的吸聲瓦除了降低本艇的噪聲強度、降低本艇的聲輻射水平、減小本艇的航行阻力這三點設(shè)計思路與前蘇聯(lián)一致外,還有防污與有效提高本艇聲納工作效能的功能。美國海軍于1988年在“洛杉磯”級核潛艇“圣胡安”號上首次敷設(shè)了吸聲瓦,這種吸聲瓦是由聚氨脂和玻璃纖維組成的雙層鋁板固定式吸聲結(jié)構(gòu)。單層吸聲瓦能降低自噪聲25分貝,雙層吸聲瓦可降低40分貝左右。其吸聲瓦敷設(shè)還借鑒了航天飛機隔熱瓦的敷設(shè)工藝。美國還在積極研究自控系統(tǒng)介質(zhì)邊界層控制,類似于前蘇聯(lián)的“蒙皮技術(shù)”,據(jù)說采用的還是聚氨脂材料,以降低本艇水動力噪聲和減小水下航行阻力。該項技術(shù)將在實艇進(jìn)行應(yīng)用,并會領(lǐng)先于俄羅斯。
日本也投入了大量的人力物力進(jìn)行吸聲瓦的研究工作,并且進(jìn)行了實艇敷設(shè)。但它的吸聲瓦技術(shù)相對于美俄還處于起步階段。最新下水的潛艇水線部分吸聲瓦依然保留加壓工裝,這表明日本還沒有很好解決吸聲瓦的粘貼問題。
法國海軍也一直獨立進(jìn)行吸聲瓦技術(shù)的研究。該國海軍最早研究的吸聲瓦是采用混凝土外覆橡膠的方式,后來用的吸聲瓦基材為聚硫橡膠,吸聲瓦結(jié)構(gòu)和敷設(shè)方法尚未公開。
澳大利亞的吸聲瓦技術(shù)是根據(jù)本國海洋特點和海軍的實際情況獨立發(fā)展起來的,非常適應(yīng)澳洲特殊的海洋條件,并且本身還具有防污功能。另外,澳大利亞還開發(fā)出吸聲瓦的計算機設(shè)計軟件。
由于使用吸聲瓦技術(shù)可以顯著提高潛艇隱蔽性,因而受到世界各海軍強國的高度重視。吸聲瓦技術(shù)主要包括吸聲瓦本體技術(shù)、安裝技術(shù)以及瓦與艇總體的匹配技術(shù)。
吸聲瓦本體技術(shù)主要包括吸聲瓦材料、吸聲結(jié)構(gòu)的設(shè)計及制造技術(shù),如何采用合適的材料、設(shè)計合理的結(jié)構(gòu)以達(dá)到最佳效果,是吸聲瓦本體研究的難題。
前面已經(jīng)談到,不同厚度、材料和結(jié)構(gòu)的吸聲瓦的效果不盡相同,即使同樣的吸聲瓦,貼在不同處,效果也不相同。隨著減振降噪技術(shù)的發(fā)展,吸聲瓦與艇體總體匹配技術(shù)也不斷提高。俄羅斯不同的潛艇敷設(shè)吸聲瓦的厚度不同,同一條潛艇不同部位敷設(shè)的吸聲瓦也不相同。前蘇聯(lián)海軍V級“共青團(tuán)員”號核潛艇的艏部外殼使用了“皮膜涂層”,而舯、艉部外殼則采用了100毫米以上厚度的吸聲瓦;“阿庫拉”級核潛艇也采用了這種方法。俄羅斯對吸聲瓦的“巧用”是其潛艇隱身性能夠取得重大進(jìn)展的關(guān)鍵,也是其吸聲瓦技術(shù)處于世界領(lǐng)先的表現(xiàn)。
吸聲瓦的實艇安裝技術(shù)是先進(jìn)技術(shù)能否轉(zhuǎn)化成戰(zhàn)斗力的關(guān)鍵。據(jù)報道,前蘇聯(lián)早期敷設(shè)于潛艇的吸聲瓦脫落現(xiàn)象比較嚴(yán)重,而后解決了“粘合”問題,從了解的情況看,吸聲瓦脫落現(xiàn)象基本杜絕。英國吸聲瓦技術(shù)進(jìn)展緩慢的一個重要因素是其一直未能很好解決吸聲瓦脫落問題。從有關(guān)資料上公開發(fā)表的“天才”號和“支持者”號照片上可以清楚地看到這種現(xiàn)象。
綜上所述,提高吸聲瓦材料及聲學(xué)結(jié)構(gòu)設(shè)計水平,加強吸聲瓦聲振特性與潛艇艇體結(jié)構(gòu)聲振特性匹配研究,改進(jìn)吸聲瓦裝艇技術(shù)使其更加適應(yīng)惡劣的海洋工作環(huán)境是將來吸聲瓦技術(shù)的發(fā)展方向。隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展和反潛探測手段的不斷提高,吸聲瓦技術(shù)也將不斷提高,對提高潛艇的隱蔽性和生存能力將會起到越來越重要的作用 。
在各國海軍的吸聲瓦中,當(dāng)屬美俄的技術(shù)最為先進(jìn),尤其是俄羅斯,有了在前蘇聯(lián)時期雄厚的技術(shù)積淀,它的吸聲瓦種類最多,裝備吸聲瓦的潛艇數(shù)量也居多。英國海軍正處于更新?lián)Q代時期,其最新型的“機敏”級潛艇將裝備融合最新技術(shù)的吸聲瓦。從總的發(fā)展趨勢看,吸聲瓦在合成材料與粘貼技術(shù)上將有新的發(fā)展。就材料而言,諸如英國海軍使用的聚氨脂材料、法國海軍的聚硫橡膠、廣泛用于聲學(xué)材料的丁基橡膠等,都是發(fā)展吸聲瓦技術(shù)的很有前途的合成材料。從結(jié)構(gòu)而言,美國海軍使用的玻璃纖維制雙層薄板吸聲瓦,則被認(rèn)為是吸聲瓦未來發(fā)展的一種趨勢。以前蘇聯(lián)的系列吸聲瓦為代表的其他形式的復(fù)合材料與復(fù)合聲學(xué)結(jié)構(gòu)相結(jié)合的吸聲瓦,由于具有優(yōu)良的吸聲和減振效果,也必然是未來吸聲瓦設(shè)計的重點。
在吸聲瓦結(jié)構(gòu)設(shè)計多樣化的同時,吸聲瓦的使用日趨專用化,適于特定艇體的區(qū)域或特定頻段的專用型吸聲瓦逐漸得到廣泛應(yīng)用(前蘇聯(lián)對不同活動區(qū)域的潛艇敷設(shè)不同材料的吸聲瓦)。要求吸聲瓦既保持吸聲效果,還要使其具有減振作用,將來還會廣泛應(yīng)用以降低本艇自噪聲為主要目的的“特種吸聲瓦”。
吸聲瓦技術(shù)已不再是一種完全獨立的領(lǐng)域,而是潛艇聲隱身和減振降噪技術(shù)、艇體水動力噪聲治理、艇體防污等多項技術(shù)工程綜合應(yīng)用的領(lǐng)域。通過世界各國吸聲瓦的研究與應(yīng)用實例可以看出,吸聲瓦的研究必須系統(tǒng)化、系列化,要建立并遵從一個設(shè)計原則,同時要把吸聲瓦的研究與艇內(nèi)機械噪聲的減振降噪等多學(xué)科的研究相結(jié)合。因為僅一種吸聲瓦并不能適用于潛艇的所有部位,單憑吸聲瓦也不能解決潛艇聲隱身的全部問題。另外,在積極借鑒外國先進(jìn)經(jīng)驗的同時,還必須立足于本國的實際特點與情況,決不能對外國的技術(shù)進(jìn)行簡單生搬硬套。只研制某一種吸聲瓦,不考慮其使用背景,不建立一個系統(tǒng)觀念,沒有一個符合國情的吸聲瓦設(shè)計原則,只是一味地進(jìn)行簡單模仿,其結(jié)果往往是只知其然,卻不知其所以然,吸聲瓦技術(shù)的研究將會十分被動,也很難發(fā)生質(zhì)的突破。
現(xiàn)代戰(zhàn)場上的主要矛盾已經(jīng)從“打擊”和“抗打擊”逐步向“發(fā)現(xiàn)”和“抗發(fā)現(xiàn)”轉(zhuǎn)化。吸聲瓦技術(shù)是提高潛艇隱身性能,提高其戰(zhàn)斗力和生存能力的最有效措施之一。潛艇的特征是隱蔽、突襲,在現(xiàn)代反潛技術(shù)高度發(fā)展的時代,沒有良好的隱身性能的潛艇是不可設(shè)想的 。
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配網(wǎng)投資建設(shè)功能效果后評價研究——隨著配網(wǎng)投資的急速增加,配網(wǎng)投資效果成為關(guān)注焦點,但如何評價則尚不成熟。鑒此,建立了完整的評價指標(biāo)體系,引入靜態(tài)效果和動態(tài)效果概念,針對不同類型指標(biāo)分別確定其計算方法,運用群決策優(yōu)化合理地確定各個指標(biāo)權(quán)重,對配網(wǎng)建...
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<正>科學(xué)技術(shù)不斷進(jìn)步,新材料不斷涌現(xiàn),人們利用納米技術(shù)開發(fā)的納米陶瓷材料,使得材料的功能性提強和提升,隔熱保溫性、耐高溫性(1023超高溫金屬防氧化涂料耐溫3 000℃)、絕緣性、自潔性和防腐性等,材料的強度、韌性和超塑性大幅度提高,克服了傳統(tǒng)陶瓷的許多不足,并對材料的力學(xué)、電學(xué)、熱學(xué)、磁學(xué)、光學(xué)和節(jié)能保護(hù)性等性能產(chǎn)生重要影響,為替代工程陶瓷的應(yīng)用開拓了新的應(yīng)用領(lǐng)域。納米材料中以納米陶瓷涂料為代表,納米陶瓷涂料
不同頻率上會有不同的吸聲系數(shù)。人們使用吸聲系數(shù)頻率特性曲線描述材料在不同頻率上的吸聲性能。按照ISO標(biāo)準(zhǔn)和國家標(biāo)準(zhǔn),吸聲測試報告中吸聲系數(shù)的頻率范圍是100-4KHz。將 100-4KHz的吸聲系數(shù)取平均得到的數(shù)值是平均吸聲系數(shù),平均吸聲系數(shù)反映了材料總體的吸聲性能。在工程中常使用降噪系數(shù)NRC粗略地評價在語言頻率范圍內(nèi)的吸聲性能,這一數(shù)值是材料在250、500、1K、2K四個頻率的吸聲系數(shù)的算術(shù)平均值,四舍五入取整到0.05。一般認(rèn)為NRC小于0.2的材料是反射材料,NRC大于等于0.2的材料才被認(rèn)為是吸聲材料。當(dāng)需要吸收大量聲能降低室內(nèi)混響及噪聲時,常常需要使用高吸聲系數(shù)的材料。如離心玻璃棉、巖棉等屬于高NRC吸聲材料,5cm厚的24kg/m3的離心玻璃棉的NRC可達(dá)到0.95。
吸聲材料最常用多孔性吸聲材料,有時也可選用柔性材料及膜狀材料等。在工程中,還常將多孔性吸聲材料做成各種幾何體來使用。常用的多孔吸聲材料有玻璃棉、礦渣棉、泡沫塑料、石棉絨、毛氈、木絲板、軟質(zhì)纖維以及微孔吸聲磚等。
多孔材料一般有纖維類、泡沫類和顆粒類三大類型。纖維類分無機纖維和有機纖維二類。無機纖維類主要有玻璃棉、玻璃絲、礦渣棉、巖棉及其制品等。玻璃絲可制成各種玻璃絲氈。玻璃棉分短棉、超細(xì)棉和中級纖維三種。超細(xì)玻璃棉是最常用的吸聲材料,具有不燃、防蛀、耐熱、耐腐蝕、抗凍等優(yōu)點。經(jīng)過硅油處理的超細(xì)玻璃棉,具有防火、防水、防濕的特點。巖棉是一種較新的吸聲材料,它價廉、隔熱、耐高溫 (700℃),易于加工成型。有機纖維類的吸聲材料主要有棉麻下腳料、棉絮、稻草、海草、棕絲等,還有甘蔗渣、麻絲等經(jīng)過加工加壓而制成的各種軟質(zhì)纖維板。這類有機材料具有價廉、吸聲性能好的特點。
泡沫類吸聲材料主要有脲醛泡沫塑料、氨基甲酸酯泡沫塑料、海綿乳膠、泡沫橡膠等。這類材料的特點是容積密度小、導(dǎo)熱系數(shù)小、質(zhì)地軟。其缺點是易老化、耐火性差。目前用得最多的是聚氨酯泡沫塑料。
顆粒類主要有膨脹珍珠巖、多孔陶土磚、礦渣水泥、木屑石灰水泥等。具有保溫、防潮、不燃、耐熱、耐腐蝕、抗凍等優(yōu)點。
微粒吸聲板同時包含了多孔材料 吸聲原理和共振吸聲原理。一方面其內(nèi)部有許多相互連通的形狀各異的微小細(xì)孔,當(dāng)聲音入射到板材表面時,聲波會透入微粒板內(nèi)部在細(xì)孔中傳播,此時,由于空氣運動產(chǎn)生的粘滯性和摩擦阻力作用,使聲能逐漸轉(zhuǎn)化為熱能而消耗,由此產(chǎn)生阻性吸聲作用,如圖1所示;另一方面在微粒吸聲板后設(shè)置空腔,微粒吸聲板和板后空腔形成了微孔共振吸聲結(jié)構(gòu),試驗表明,該結(jié)構(gòu)具備了微穿孔板的共振吸聲特性,由此可利用成熟的微穿孔板吸聲理論指導(dǎo)微粒吸聲板共振吸聲結(jié)構(gòu)的設(shè)計,如圖2所示。