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比翱工程实验室丨空心陶瓷微珠和泡沫颗粒的隔声性能

ProAcoustics Prosynx 2023-02-13

噪音正日益成为人们关注的焦点,因为噪音对城市社区和农村地区的许多人的生活产生了不利影响。车辆、飞机、发电厂和机械等不同来源产生的噪声不仅让人感到不舒服,而且对健康有害。这些关注导致声学材料领域的重大发展。对于均质和各向同性材料,声学性能由一组实验测定的常数来确定,即:吸音系数、反射系数、声阻抗、相位常数和降噪系数(NRC)。
 
理论上的考虑
声音的吸收是由于声能作为热量而消散的结果。耗散机制主要由两种现象之一引起。首先是试样弯曲振动造成的能量损失。第二种是孔隙率效应,在孔隙率效应中,由于结构空隙内声波的多次反射,能量被耗散。对于大多数多孔材料,如合成泡沫和具有相互连通孔隙的矿物棉,传入的声音在孔隙内反射,使其振动并将声能转换为热能。

阻抗管的横截面,显示压力随试样距离的变化。

空心陶瓷珠是中空微球,内含氮和二氧化碳气体。它们是低密度、轻量化的材料,具有高抗压强度、高熔点、高阻性、低导热系数和热收缩系数、高耐磨性等特点。它们可以在多个应用中发挥重要作用,创造可观的经济效益。



空心微珠是惰性的空心颗粒,主要由硅、氧化铝和硼硅酸盐钠石灰制成,其核心含有惰性气体(如氮气)或二氧化碳。他们是理想的轻质填料,因为他们提供最低的表面体积比的任意大小。这一事实导致对树脂和任何粘合剂的需求通常较少,与其他不规则形状的填料相比,这允许制备具有高填充负荷、低粘度和减少挥发性有机化合物的填料。空心微球用于各种材料,从油漆和面漆到塑料和密封剂。虽然在水泥基应用中非常成功,但它们的用途并不广为人知。


具有隔热隔音性能的泡沫颗粒:是一种创新的,有生态价值的再生玻璃材料。这种有机球状多孔组合物是在研磨再生玻璃、与浸渍剂混合并在极高温度下熔化时产生的。

破碎空心微珠的扫描电镜显微照片,显示其中空特征和多孔壁。


通过用空心陶瓷微珠填充涂层材料的研究得出以下结论:
- 当空心微珠的体积分数增加到70%时,质量密度降低了40%。
- 吸声量随着空心微珠的加入而增加,体积分数高达40%。


详细信息可点击阅读原文。



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