纺织材料的吸声机制
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| 1多孔吸声机制 ' H- N- _; O1 `; o 当声波入射到具有多孔的纺织材料表面时，一方面会激起微孔内部的空气振动，空气的粘滞性使其在微孔内产生相应的粘滞阻力，使空气的振动能不断转化为热能损耗，声能被衰减；另一方面在空气绝热压缩时，空气与孔壁之间不断发生热交换，也会使声能转化为热能被衰减。这种机制主要吸收中高频声波，除纺织材料外颗粒及其它有孔洞的材料也具这种机制。 " X+ W2 Z1 H5 b* c& Rr" ]2 阻尼吸声机制 5 K! \3 }' V$ J1 b+ O 阻尼吸声机制是将广义的振动能量转换成损耗的能量,从而抑制振动和噪声。纺织材料均具有一定的阻尼特性，其阻尼性能于分子链运动、内摩擦力以及大分子链之间物理键的不断破坏与重建。在声波作用下,分子链中链段产生运动,重新构象有一定的弛豫时间,损耗了一部分声能。同时,由于材料粘性内摩擦的存在,将部分弹性能转化为热能,也会引起声能损耗。 : @2 e8 ^# n: ?+ ^3 |声波在不同物质界面会发生折射与反射,要使纺织材料有效地吸收入射波的能量,就要使材料的特征阻抗与声波在介质中传播的特征阻抗相匹配。这样,入射波可较多地从介质进入材料中,然后通过材料的内耗将声能转化为热能消耗掉。但作为阻尼吸声材料,人们总希望它的损耗因子尽可能地大,声波进入材料后才能很快地衰减，而增大材料的损耗因子与特征阻抗匹配要求往往是矛盾的[4]。因此在研制纺织吸声材料时,要获得良好的吸声效果,就必须综合考虑材料与介质的特征阻抗匹配、材料的损耗因子等因素。 ) O6 x: C1 ]* ~3 u1 \ 6 g# b( \7 b! n/ K5 U5 X 3 共振吸声机制1 n: ]. v" Q' }7 Q 纺织材料均有其各自的固有频率，当其与声波的频率接近时，二者会发生共振，并通过阻尼、摩擦等作用将声能转化为热能损耗掉。这种吸声机制对入射声波的频率有较强的选择性，只在材料的固有频率附近有较强的吸声作用，而在其它频率范围吸声作用很小。穿孔板吸声材料多为这种吸声机制，穿孔板与空腔共同构成共振吸声结构，当声波入射到材料表面,一部分在材料表面反射掉,另一部分则透射到材料内部继续传播，当入射声波的频率和系统的固有频率相等时,空气中的主空气柱会发生共振产生剧烈振动,空气柱和孔径侧壁摩擦消耗声能。该机制有助于解决纺织类材料低频吸声量不足的问题。3 i; E% {0 `, s& f$ _0 A2 Q2 t0 n5 y 4 强吸声结构 8 i+ g$ _: O. I# h" ^对于平板状纺织材料可将其切割成尖劈形状来改进低频吸声性能差的问题，当声波传播到尖劈状材料时,从尖部到基部空气与材料的比例逐渐变化,使声阻抗逐渐变化,声波传播超出平板状材料有效厚度的限制, 达到材料的基部, 从而可改善低频吸声性能。该结构在较低的频率能够使吸声系数达0. 99 以上，而且截去尖端的尖劈结构对吸声性能影响不大,还有利于产品的稳固性和耐久性。这种机制一般较少应用于纯纤维性材料，但可应用于纤维增强复合材料。 & C" o5 I4 v! ~; ` |
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