Porózus hangelnyelő anyagok kifejlesztése

1. A hangelnyelő anyagok története

Az emberek már régóta felismerték, hogy a szövetek hatékonyan blokkolhatják a hangot, így az őskoritól az egyiptomiig, sőt a római időkig az emberek szöveteket, nádat, szénát stb. használnak hangelnyelő anyagokként, hogy megszüntessék a visszhangokat és ellenálljanak a zajnak, így az emberek kényelmesebben érzik magukat. Ezek az anyagok lényegében szerves rostanyagok, és a köztük lévő apró rések természetes hangelnyelő anyagokat eredményeznek, és a szerves szálak hangelnyelő anyagai a mai napig szerepet játszanak.

Az ókorban sok ország és nép nagy eredményeket ért el az akusztikai kutatásban, és sok tapasztalatot halmozott fel, de a hangelnyelő anyagok kutatása mindig korlátozott volt. A hangelnyelő anyagok tudományos kutatása szorosan kapcsolódik a belső akusztikai tervezés elméletéhez. Végül 1898-ban W.C. Sabin megalapította a visszhang elméletét, és rámutatott, hogy a hangelnyelés döntő szerepet játszik a szoba visszhangzásában, és a hangelnyelő anyagok fejlődése új korszakba lépett.

1910-től 1915-ig a cégnél dolgozott, először porózus kerámiát, majd porózus téglát fejlesztett ki a New York-i Szent Tamás templom és Riverside templom számára. Annak érdekében, hogy "maximalizálja az orgona hangjának lágyságát és gazdagságát", azt javasolta, hogy 1 hüvelyk vastag filc- és drótlemezeket használjanak egymástól 1/4 hüvelyk távolságra egymástól a zeneszobában; az alacsony frekvenciák elnyelésére azt javasolta, hogy nagyon vékony, 1 hüvelyk vastag fa bélését használják. Elmondható, hogy lefektette a modern szobaakusztikai kutatások alapjait.

Hazám akusztikája 1929-ben kezdődött. Miután Ma Dayou professzor 1957-ben megalapította az Akusztikai KutatóLaboratóriumot, hazám akusztikai kutatása jelentős előrehaladást ért el. Ma Dayou professzor vezetésével hazám javasolta a mikroperforált hangelnyelő test elméletét, és kifejlesztett egy kis lyukú kipufogót, hogy hatékonyan csökkentse a légáramlás zaját. És létrehozta a légáramlási zaj nyomástörvényét. Szilárd alapot teremtett az akusztika fejlődéséhez hazámban.

Az 1950-es években az emberek elkezdték tanulmányozni a hang pszichológiáját. Az 1951-es Haas-effektustól kezdve, az 1960-as évek végén tartott binaurális meghallgatástól

Az 1970-es években javasolt koncepcióból és mutatókból, mint például az egyértelműség és az IACC binaurális korrelációs együttható, ezek az elméletek megbízható elméleti támogatást nyújtanak a hangelnyelő anyagok pontos elrendezéséhez. Ebben az időszakban a hangelnyelő anyagok kutatása mélyreható és aprólékos lett. A hangelnyelő anyagok tanulmányozása a hangteljesítmény mellett más tulajdonságokkal is rendelkezik. Az olyan tényezők, mint az anyagok mechanikai, termikus és optikai tulajdonságai, a nedvességállóság, a tűzállóság, a karbantartás, az anyagok művészi hatásai, valamint a hangelnyelő anyagok kiválasztása és telepítési helye fokozatosan pontosabbá válnak. A színháztervezésben a közönséget részletesen is tanulmányozzák, mint egy nagy hangelnyelőt.

A laza és porózus anyagok hangjellemzői szerint az emberek hangelnyelő anyagokat hoztak létre, nevezetesen porózus hangelnyelő anyagokat. A porózus anyagok jelenleg a legszélesebb körben használt hangelnyelő anyagok. Típusai közé tartoznak a szervetlen és szerves rostos porózus porózus hangelnyelő anyagok. anyagok, habszerű porózus hangelnyelő anyagok, szemcsés porózus hangelnyelő anyagok stb. Az akusztika és a technológia fejlesztésével és innovációjával, az akusztikus dolgozók célzott kutatásával és a piac fejlesztésével új porózus hangelnyelő anyagok lesznek. Jelenleg a porózus hangelnyelő anyagokat széles körben használják konferenciatermekben, koncerttermekben, előadótermekben és más, magas hangigényű épületekben.

2. A porózus hangelnyelő anyagok elve

Az úgynevezett porózus hangelnyelő anyag az, hogy ez a fajta anyag szilárd bordákból és mikropórákból vagy hézagokból áll. A porózus hangelnyelő anyagok nagyszámú összekapcsolt mikropórával vagy hézaggal rendelkeznek, és a pórusok kicsiek és egyenletesen oszlanak el az anyag belsejében, kifelé nyílnak és mélyen az anyag belsejébe mennek. A hangelnyelési mechanizmus az, hogy amikor a hanghullám az anyag felületén esemény történik, annak egy része tükröződik az anyag felületén, a másik rész pedig behatol az anyag belsejébe, és előre terjed. Súrlódás történik a borda vagy a lyuk falán, és a hangenergia hőenergiává alakul, és a viszkozitás és a hővezetési hatás miatt eloszlik. Miután a hanghullám tükröződik a merev falon, amikor áthalad az anyagon és visszatér a felületre, a hanghullám egy része a levegőbe kerül, és a hanghullám egy része visszaverődik az anyagba. Hatására az anyag elnyeli a hangenergia egy részét. A nagyfrekvenciás hanghullámok felgyorsíthatják a résben lévő levegőrészecskék rezgését, és a levegő és a lyukfal közötti hőcsere is felgyorsul. Ez teszi a porózus anyagot jó magas frekvenciájú hangelnyelési tulajdonságokkal.

3. A porózus hangelnyelő anyagok osztályozása

A porózus hangelnyelő anyagok jobb hangelnyelő hatással rendelkeznek, és a leggyakrabban használt hangelnyelő anyagok. Kezdetben ezek az anyagok főleg szerves anyagok voltak, mint például a kender és a pamut, és most főként üveggyapot és kőzetgyapot.

3.1 Szálanyagok

A rostanyagokat elsősorban szerves szál hangelnyelő anyagokra és szervetlen rosthangelnyelő anyagokra osztják fizikai tulajdonságaik és megjelenésük szerint.

3.1.1 Szerves rostanyagok

A hagyományos szerves rost hangelnyelő anyagok jó hangelnyelő tulajdonságokkal rendelkeznek a közepes és a magas frekvenciatartományban, és nagyjából állati szálakra és növényi szálakra oszlanak. Az állati rostanyagok főleg filc- és tiszta gyapjúszőnyeget tartalmaznak, amelyeket jó hangelnyelési teljesítmény és gyönyörű dekorációs hatás jellemez, de drágák és ritkán használják őket. Növényi rostanyagok, például szerves természetes rostanyagok, például cukornád farostlemez, faszálastlemez, cementfa farostlemez és kémiai szálak, például akrilitrilrost, poliészter rost, melamin stb., De ezek az anyagok gyenge tűzállósággal, korrózióállósággal és nedvességállósággal rendelkeznek. , a kérelmet a környezeti feltételek korlátozzák.

3.1.2 Szervetlen rostanyagok

A szervetlen rostanyagok főként a kőzetgyapotot, az üveggyapotot, a salakgyapotot és az alumínium szilikátrost gyapjút stb. tartalmazzák. Jó hangelnyelési teljesítményüknek, könnyű súlyuknak, lepkehiányuknak, rothadásuknak, égésüknek, öregedésüknek stb. köszönhetően fokozatosan felváltották a hagyományos természetes szál hangelnyelő anyagokat, amelyeket széles körben használtak az akusztikai tervezésben. Mivel azonban a rost törékeny és könnyen törhető, a kapott rostpor a levegőben repül, és a kialakult por viszket a bőrön, szennyezi a környezetet és befolyásolja a légzést, ami az alkalmazás hátránya. A szintetikus szerves szálakkal összehasonlítva az üvegszálakat és a természetes szálakat nem könnyű korosítani, ami korábban az üvegszál anyagteljesítményének előnye volt, de a környezetvédelem szempontjából az anyagot nem könnyű lebontani, így végül szilárd hulladékká válik. A környezet másodlagos szennyezése.

3.2 Habanyag

A habanyagok főként habrizs műanyagot, poliuretán hab műanyagot, habüveget és szénsavas betont tartalmaznak. A habanyagok különböző sejtformái szerint zárt cellákra, nyitott cellákra és félig nyitott cellákra osztható. A zárt cellás habokat zárt cellás haboknak nevezik, az egymáshoz csatlakoztatott habokat nyitott cellás haboknak nevezik, és a csatlakoztatott és zárt habok félig nyitott cellás habok.

3.2.1 Zárt cellás habok

A zárt cellás szerkezetű fémhabanyagot zárt cellás habosított alumínium képviseli. A zárt cellás habosított alumínium hangelnyelési együtthatója viszonylag alacsony, mert a hanghullámok nehezen érik el a pórusok belsejét és kölcsönhatásba lépnek vele. Csak néhány repedés és mikropólus van. Nem használható jó hangelnyelő anyagként.

3.2.2 Félig nyitott cellás habok

A félig nyitott cellás alumíniumhab nagynyomású beszivárgással készíthető, és előkészítése során a várt póruscsatlakozás az előkészítési paraméterek szabályozásával érhető el.

3.2.3 Nyitott cellás habok

A porozitás és a pórus alakja szabályozható a részecskék alakjának és méretének szabályozásával, és nagy porozitású anyagok készíthetők. Mivel a nyitott cellás habanyag összetett csatornaszerkezettel és durva belső üregekkel rendelkezik, nagy áramlási ellenállással rendelkezik, így a nyitott cellás habok nagy áramlási ellenállással rendelkeznek. A celluláris alumíniumhab általános hangelnyelési teljesítménye sokkal jobb, mint a zárt celláké.

3.3 Részecske anyagok

A szemcsés anyagok főleg blokkokra és lemezekre vannak osztva. A blokkok főleg salakhang-elnyelő téglákat, kibővített perlit hangelnyelő téglákat és terrakotta hangelnyelő téglákat tartalmaznak, amelyeket többnyire nagy falazati szakaszokkal rendelkező kipufogókhoz használnak. A tábla elsősorban kibővített perlit hangelnyelő dekoratív táblát tartalmaz, amely könnyű súlyú, nem éghető, hőmegőrzés, hőszigetelés és alacsony szilárdság. A szemcsés anyagok hangelnyelő hatása azonban viszonylag gyenge, ezért általában olyan alkalmakkor használják, amikor magas a nedvességállóság és a tűzvédelem.

3.4 Fém anyagok

Porózus hangelnyelő anyagok fémporral előállított nyersanyagként új hangelnyelő anyagok, amelyek az elmúlt években jelentek meg, mint például a Japánban gyártott Carrom fém hangelnyelő panelek. Előnye, hogy fémszilárdságú, és egyszerű szerszámokkal hajlítható és vágható. De ezeknek az anyagoknak a többsége vékony, és a mögötte lévő üregre kell támaszkodnia.

4. Jövőbeli kilátások

Most, miután tanulmányozták a hangelnyelő anyag felületi alakja és a hangelnyelési együttható közötti kapcsolatot, az emberek feltalálták az ék alakú porózus hangelnyelő anyagot, amely javíthatja a hangelnyelést és az átviteli veszteséget egy bizonyos sávban. És a szálhang-elnyelő anyagok olcsóságuk miatt erős vitalitásukat kezdték mutatni, és a részecske típusú hangelnyelő anyagok is elkezdték lejátszani tartós előnyeiket speciális környezetben.

Az egészségre káros ásványi rost hangelnyelő anyagok helyettesítésére Németország először kifejlesztett egy mikroperforált lemezt, egy zöld és hatékony rezonancia hangelnyelő szerkezetet. Széles körű alkalmazási kilátásokkal rendelkezik a zajszabályozásban az iparban, különösen a magas hőmérsékletű, magas hangintenzitású szélsőséges környezetekben vagy a nagy tisztasági követelményekkel rendelkező speciális környezetben, így ez egy olyan kutatási irány is lesz, amely a jövőben is folytatódni fog, különösen a zajelnyelés kiterjesztése. Az akusztikai sávszélesség és az alacsony frekvenciájú zaj kutatása, különböző anyagok vagy mikroperforált származtatott szerkezetek használata- rugalmas csőköteg perforált lemez hangelnyelő szerkezet, valamint mikroperforált lemezek és szerkezetek fejlesztése különböző környezeti arányokban

Például magas hőmérsékleten, magas hangintenzitásban és más környezetben történő alkalmazások széles körű alkalmazási kilátásokkal rendelkeznek.

A társadalom fejlődésével az embereknek egyre magasabb és magasabb követelményeik vannak a szilárd környezet minőségével kapcsolatban. Egyetlen hangelnyelő anyag már nem felel meg a környezetvédelem és a nagy hatékonyságú hangelnyelés követelményeinek. Az ipari szilárd hulladékok közül meg kell erősíteni az ömlesztett szilárd hulladékokból, például nagyolvasztó salakból, légyhamuból és szén gangüből származó hangelnyelő anyagok előállítására irányuló kutatást, és tovább kell vizsgálni annak lehetőségét, hogy a nyersanyagok nyersanyagaiból, farokporból, építési hulladékból stb. hangelnyelő anyagokat készítsenek. , hogy megvalósuljon a hangelnyelő anyagok alacsony költségű előkészítése és ipari alkalmazása.

A jövőben a "környezetbarát" és a "biztonságos" akusztikai anyagok lesznek a fejlesztés középpontjában. Az öko-környezetvédelem és a fenntartható fejlődés az új évszázad építészeti megújulásának középpontjában állnak, és a 21. század globális kutatásának fő témája is. Az emberi testre ártalmatlan, újrahasznosítható és rendkívül hatékony hangelnyelő anyagok előállítása jó alkalmazási kilátásokkal rendelkezik. Ugyanakkor figyelmet kell fordítani a termék esztétikai tervezésére is, hogy a hangelnyelő anyag praktikus és díszítő legyen.