輕質(zhì)泡沫玻璃吸聲材料的制備及性能研究.pdf

1、在人們?nèi)粘５墓ぷ骱蜕钪校S著各行各業(yè)的快速發(fā)展，噪聲污染變得越來(lái)越嚴(yán)重，造成各種各樣的健康問(wèn)題。采用吸聲材料進(jìn)行降噪是目前很重要的解決方式之一，因此開(kāi)發(fā)優(yōu)良的吸聲材料就變得十分重要。本研究首先以廢玻璃為原料，采用玻璃空心微珠堆燒的方法，制備了一種新型的多孔吸聲材料，然后在不同燒結(jié)制度下，優(yōu)化了玻璃空心微珠多孔材料結(jié)構(gòu)及性能，揭示了開(kāi)孔率、流阻、孔徑、厚度以及背后空腔對(duì)多孔材料吸聲性能的影響規(guī)律。最后，采用材料表面穿孔、與玻璃纖維復(fù)合以

2、及將玻璃空心微珠與煤矸石空心球復(fù)合燒結(jié)等方法，進(jìn)一步提高了材料吸聲性能。主要研究結(jié)論如下：
　　1.系統(tǒng)研究了燒結(jié)溫度以及保溫時(shí)間對(duì)多孔材料性能的影響規(guī)律。隨著燒結(jié)溫度的提高，樣品孔徑尺寸均勻性變差，平均孔徑增大，材料的抗壓強(qiáng)度降低；隨著保溫時(shí)間的延長(zhǎng)，樣品開(kāi)孔率增大，抗壓強(qiáng)度呈先減小后增大的趨勢(shì)。
　　2.深入研究了開(kāi)孔率、孔徑、流阻、厚度以及背后空腔對(duì)這種泡沫材料吸聲性能的影響規(guī)律。(1)隨著樣品開(kāi)孔率的增大，樣品的平均

3、吸聲系數(shù)呈先增大后減小趨勢(shì)，當(dāng)開(kāi)孔率達(dá)到93.2％時(shí)，材料平均吸聲系數(shù)達(dá)到最大值0.42；(2)隨著樣品平均孔徑由0.94 mm增至2.51 mm，材料平均吸聲系數(shù)呈增大趨勢(shì)，最大可達(dá)到0.49；(3)隨著樣品流阻的增大，材料平均吸聲系數(shù)呈現(xiàn)出先增大后減小的趨勢(shì)，當(dāng)樣品的流阻值為4.805×105 Pa·s/m3時(shí)，材料平均吸聲系數(shù)達(dá)到最大值0.42；(4)隨著材料厚度的增加，第一共振頻率fr往低頻方向移動(dòng)，1000 Hz以下范圍內(nèi)的吸

4、聲系數(shù)顯著升高，平均吸聲系數(shù)有明顯提高，最大值可達(dá)到0.57；(5)隨著材料背后空腔厚度的增大，材料最佳吸收峰向低頻方向移動(dòng)，低頻的吸聲系數(shù)隨著空腔深度的增大而提高。
　　3.提出改善材料吸聲性能的方法：(1)通過(guò)對(duì)材料表面做半穿孔處理來(lái)改善材料吸聲性能：一方面通過(guò)保證孔間距不變，改變孔徑大小來(lái)得到不同穿孔率的樣品，結(jié)果表明，隨著穿孔率的增大，1000 Hz以上中高頻段材料的吸聲系數(shù)有明顯的提高，由0.37提升到了0.65。100

5、0 Hz以下頻段的吸聲系數(shù)并沒(méi)有明顯的變化。另一方面通過(guò)保證孔徑大小相同，改變孔間距來(lái)得到不同穿孔率的樣品，結(jié)果表明，在1600 Hz以上的高頻段，隨著穿孔率的增大，樣品的吸聲系數(shù)有較明顯的增大，平均吸聲系數(shù)由0.37提升到0.54；(2)通過(guò)材料與玻璃纖維復(fù)合來(lái)改善材料吸聲性能：在對(duì)樣品做了半穿孔處理的基礎(chǔ)上，在孔洞中加入適量的玻璃纖維，結(jié)果表明，在加入纖維之后，在1600 Hz以上的高頻段材料吸聲系數(shù)增大，而1600 Hz以下中低頻