
发布日期:2026-04-12 来源: 网络 阅读量()
/ · · 多孔吸声材料的研究进展及发展趋势 何冬林等 303 多孔吸声材料的研究进展及发展趋势* , , 1 2 1 2 2 2 2 3 , , , , , 何冬林 郭占成 廖洪强 岳昌盛 巴特尔 余广炜 ( , ; , 1 北京科技大学钢铁冶金新技术国家重点实验室 北京 1000832 首钢总公司能源环保产业事业部 ; , ) 北京 1000413北京首科兴业工程技术有限公司 北京 100041 , 、 摘要 采用多孔吸声材料是一种重要的吸声降噪手段 简单介绍了多孔吸声材料的吸声原理 吸声性能的评 。 , 价参数及吸声材料的种类及特点 综述了多孔吸声材料的制备工艺及应用现状 介绍了工业固废在吸声材料方面的 , 。 应用 同时提出了吸声材料的研究发展方向和趋势 关键词 多孔材料 吸声材料 制备工艺 炉渣 粉煤灰 煤矸石 ResearchProressandDevelo mentTrendofPorousAbsor tionMaterials g p p , 1 2 1 2 2 , , , , HE Don lin GUO Zhanchen LIAO Hon ian YUE Chan shen g g gq g g g , 2 2 3 , Sainbaatar YU Guan wei g ( , , ; 1 StateKe Laborator ofAdvancedMetallur Universit ofScienceandTechnolo Beiin Beiin 100083 y y gy y gy j g j g , ; 2 TechnicalTenterofShou an EnvironmentProtectionIndustr De artmentBeiin 100041 g g y p j g , , ) 3 Beiin ShoukeXin eEn ineerin TechnicalCo.Ltd Beiin 100041 j g gy g g j g Abstracts Usin oroussoundabsorbin materialsisanim ortantmean toreducenoise.This aer ivesa - gp g p pp g , briefintroductionaboutthe rincileofsoundabsortionof oroussoundabsorbin material evaluation arametersof - p p p p g p thesoundabsortion erformanceandthet esandcharacteristicsofthesoundabsorbin materials.Pre aration - p p yp g p rocessanda licationsituationon oroussoundabsorbin materialsare resented.Theindustrialsolidwasteinthe - p pp p g p , a licationofthesoundabsorbin materialisintroduced andresearchanddevelo menttrendsofthe oroussound - - pp g p p absorbin materialsare rosected. g p p , , , , , Ke words orousmaterials soundabsorbin materials rearation rocesssla fl ashcoal an - y p g p p p g y g g , 相对简单 并且一些新型多孔材料的低频吸声性能已经得到 0 引言 , 很大的提高 因此多孔吸声材料目前已成为应用最广泛的吸 [ ] 3 , 。 噪声污染已成为当代世界性的问题 同水污染和大气污 声材料 , 染一起被列为全球 大污染 一方面严重危害人的听觉系 3 1 多孔吸声材料的吸声机理及性能评价 , 、 , 、 统 使人易感疲倦 耳聋 另一方面还会加速建筑物 机械结 [ ] [ ] 1 4-6 , 。 : , 构的老化 影响设备及仪表的精度和使用寿命 随着工 多孔吸声材料的吸声原理为 首先 由于多孔材料内 、 , , , 业 交通运输业的迅速发展 噪声污染日益严重 尤其是在人 部具有大量细微孔隙 且孔隙间彼此贯通并通过表面与外界 、 , 、 , , , 口密集 经济发达的大中城市 特别在高速公路 铁路两旁周 相通 当声波入射到材料表面时 一部分在材料表面反射掉 [ ] 2 , 。 。 , 边区域 成为环境治理过程中备受关注的热点问题 调查 另一部分则透入到材料内部向前传播 其次 当声波由微孔 , , , , 发现 生活在高速公路旁的居民 心肌梗塞率增加了 左 进入材料内部后 激发孔中的空气振动 振动的空气与多孔 30% 。 , , 右 材料的固体筋络之间产生相对运动 由于空气的粘滞性 在 , 目前对噪声的防治措施之一是采用声源控制和过程控 微孔内产生相应的粘滞阻力 迫使这种相对运动产生摩擦损 , , ; , ——— 。 , 耗 空气的动能转化为热能 从而声能被衰减 同时 空气绝 制材料 吸声材料 大多数材料都有一定的吸声能力 一 , , , 热压缩时 压缩空气与固体筋络之间不断发生热交换 也使 般把平均吸声系数大于 0.2的材料称为吸声材料 平均吸声 , 。 。 声能转化为热能 从而使声能衰减 系数大于0.56的材料称为高效吸声材料 吸声材料一般具 。 、 、 , 吸声系数是评价材料吸声性能的主要参数之一 声波 有轻质 疏松 多孔结构的特点 对于传统多孔吸声材料而 , , ( ) , 、 , 入射到材料表面时 如图 所示 入射声能 的一部分被 言 其优点是高频吸声系数大 密度小 缺点在于低频吸声性 1 E i ( ), ( ), 。 , , 反射 一部分被材料吸收 或者说未被反射 被吸收部 能差 目前 多孔吸声材料由于取材范围广 加工制造工艺 E r “ ” ( ) 国家 计划 项目 * 863 2011AA06A105 : , , , : : 何冬林 男 年生 硕士研究生 主要从事钢铁冶金及固体废弃物资源化利用研究 1987 Tel Email cuhedon lin - - q g @ 163.com · · 材料导报 年 月第 卷专辑 304 2012 5 26 19 [ ] [ ] 7 18-20 分所占的比率用 表示 : 沫吸声材料的研究得到了很大发展 。泡沫玻璃具有质 α 、 、 、 、 、 , E E -E 轻 隔热 防火 不易老化 易于加工 施工方便等优点 但是 r i r =1- = α [ ] E E 11 i i , , 。 泡沫玻璃板强度较低 背后不宜留空腔 否则容易损坏 2.3 金属吸声材料 , 、 、 金属吸声材料具有优良的力学性能 强度高 韧性好 耐 、 、 ; 冲击性能好 吸声性能稳定 安装方便 同时对环境适应性 , 、 、 , 、 ; 强 耐水 耐冻 防火 特别适用于高温 潮湿的环境 对环境 , , 不产生污染 是一种完全绿色环保的吸声材料 但是成本较 [ , ] 21 22 , , 高 使用还不普遍 如何降低生产成本将是金属吸声材 料研究的一个方向。 3 多孔吸声材料的制备工艺及应用现状 多孔吸声材料的制备工艺影响材料的吸声效果及使用 , 。 性能 也与吸声材料的使用范围密切相关 图 材料吸声示意图 1 3.1 制备工艺 Fi.1 Schematicdiaramofthesoundabsortion g g p 、 、 目前制备吸声材料主要有添加造孔剂法 发泡法 有机 , , 吸声系数的变化范围在 之间 吸声系数越大 材料 0 1 ~ [ ] 23 泡沫浸渍法等 。 。 的吸声效果越好 所有材料的吸声系数在不同频率都是不 3.1.1 添加造孔剂法 , , 同的 为了完整地表明材料的吸声性能 常常绘出作为频率 , 该方法是通过在混料过程中加入造孔剂来制造孔隙 造 , 、 、 函数的 曲线 一般工程中常用材料在 125Hz 250Hz α , 孔剂在基体中占据一定的空间 烧结后造孔剂燃烧分解离开 、 、 和 个倍频程中心频率下 500Hz1000Hz2000Hz 4000Hz6 。 [ ] 基体形成气孔 该方法的主要优点是气孔率及气孔的尺寸 8 , 的吸声系数作为一种材料吸声频率特性曲线 目前还没有 , 。 可控 目前用此方法可生产多种多孔陶瓷制品 主要工艺步 , 通用的单值评价处理方法 较为简单的处理方法是采用各频 : , 骤是 混料 成型 干燥 烧结 为了使吸声材料的孔结构 → → → 。 率吸声系数的平均值 工程中常使用降噪系数 NRC来粗略 分布均匀, 。 混料的均匀性非常重要 成型方法主要有模压成 , 、 、 评价材料的吸声性能 其数值是材料 250Hz500Hz1000Hz 、 、 , 型 挤出成型 注浆成型和轧制成型等 目前模压成型和挤出 , 和 2000Hz4个频率的吸声系数的算术平均值 一般认为 , , [ ,] 成型应用较多 其中制样压力对孔径及吸收系数影响较大 2 9 NRC 0.2的材料才是吸声材料 。 > [ ] 24 贺瑞飞 研究了粒径 1.0 2.0mm的炉渣制备的吸声材料, ~ 2 多孔吸声材料的种类及特点 结果表明当制样压力为 时样品具有良好的吸声性 2.43MPa , , 能 但是当制样压力增加到 时 样品的吸声性能明 3.65MPa 、 多孔吸声材料主要包括纤维材料 泡沫材料和复合吸声 显变差。 , 、 材料 按选材的物理特性和外观主要分为有机纤维材料 无 。 [ ] 烧结制度对产品的性能至关重要 烧结制度主要取决 10 机纤维材料、 、 。 泡沫吸声材料 金属吸声材料等 、 , , , 于原料 添加剂的性质 烧结温度过低 制品的强度不高 烧 2.1 纤维材料 , , 。 结温度过高 会造成部分气孔封闭或者消失 吸声系数降低 , 早期使用的吸声材料主要为有机纤维制品 主要有棉麻 , 、 造孔剂的选择是烧结法制备吸声材料的关键 包括种类 用 、 、 、 、 、 植物纤维 木质纤维制品 毛毡 纯毛地毯 甘蔗纤维板 植物 [ ] [ ] 25 26 , 、 、 、 量及粒径 常用的造孔剂有淀粉 聚乙烯醇 木屑 碳粉 纤维吸声板、 、 , 木丝板 稻草板等有机天然纤维材料 以及聚酯 等。 、 、 , 纤维 晴纶棉 涤纶棉等化学纤维 这类纤维材料在中高频范 3.1.2 发泡法 , 、 、 围内具有良好的吸声性能 但是其防火 防腐 防潮等性能较 [ ] , 11-14 发泡法是通过向骨料加入无机或者有机发泡剂 通过物 , 。 、 、 差 应用时受到环境条件的限制 随着矿渣棉 岩棉 玻 , 。 理或者化学变化产生气孔 得到多孔制品 该方法容易控制 , 璃棉等无机纤维材料的不断问世 以其良好的吸声性能及质 , 。 产品的形状和密度等级 可以制备出各种孔径的泡沫陶瓷 、 、 、 轻 不腐 不燃 不老化等特点逐渐取代了天然纤维吸声材 [ ] 27 , 目前研究较多的是水泥基吸声材料 周栋梁 以泡沫混 , , 料 在声学工程中得到了广泛应用 但是无机纤维吸声材料 [ , ] 15 16 , , 凝土的成型工艺为基础 加入松香型发泡剂 研制出一种新 、 、 。 存在性脆易断 质地松软 受潮后吸声性能下降等缺点 , 。 2.2 泡沫材料 型水泥基泡沫吸声材料 平均吸声系数最大能达到0.61 王 [ ] 28 , 玉婷 以自制的发泡剂研制出可用于铁路环境下的吸声材 泡沫材料是一种性能优良的环保吸声材料 主要有泡沫 [ ] [ ] [ ] [ ] [ ] 29 30 31 32 17 。 、 、 、 、 。 、 料 此外熊樟 刘庆丰 余海燕 仲新华 等都进行 塑料 泡沫玻璃等 泡沫塑料具有良好的韧性 延展性及 , 。 了水泥基吸声材料的研究, 。 耐热性能 同时具有良好的吸声效果 目前主要有聚乙烯泡 结果表明吸声效果较好 近年来 、 、 、 , 沫 聚丙烯泡沫 聚氯乙烯泡沫 聚氨酯泡沫和酚醛泡沫等品 化学发泡法也广泛应用于泡沫混凝土行业 如何控制连通孔 。 , , 。 种的吸声材料 最近几年 新泡沫体系不断涌现 橡塑型泡 的产生越来越引起研究者的兴趣 / · · 多孔吸声材料的研究进展及发展趋势 何冬林等 305 [ ] 43 、 ; 3.1.3 有机泡沫浸渍法 以上 平均吸声系数在 0.55以上的多孔吸声材料 贾志峰 [ ] 33 , 、 有机泡沫浸渍法 是将制备好的浆料浸渍在具有开孔 对炉渣无砂大孔混凝土进行了研究 制备出以水泥 炉渣为 , , ( ), 、 三维网状骨架结构上 干燥后烧掉有机泡沫 获得一种具有 主要原材料的轻质墙体材料 又称炉渣砌块 孔隙率大 容 。 , , 良好的连通孔结构的多孔陶瓷 有机泡沫的孔径决定了最 重轻 具有良好的声学性能和足够的结构强度 可用于高速 , 、 。 后制品的孔径 所以应根据产品的气孔率 气孔尺寸来选择 公路声屏障工程 目前用高炉渣来制备吸声材料才刚刚起 , 、 、 , 。 合适的有机泡沫塑料 材质常有聚苯乙烯泡沫 纤维素 聚氯 步 材料的吸声系数还有待提高 。 , 乙烯等 用该方法制备具有吸声特性的多孔陶瓷材料 要求 4.2 粉煤灰 , , 有机泡沫满足一定的孔径尺寸 气化温度要低于陶瓷的烧结 粉煤灰是从煤燃烧后的烟气中收捕下来的细灰 是燃煤 , , , 温度 去除多余的浆料以形成均匀的连通孔 防止闭孔的出 电厂排出的主要固体废弃物 是当前排量较大的工业废渣之 。 , 现 一 用粉煤灰制备多孔吸声材料已经成为一种有效的资源化 、 、 , 。 [ ] 有机泡沫浸渍法工艺简单 易操作 成本低 气孔在三维 途径 文献 44 报道日本电力开发有限公司和大道砼有限 , ( ), , 公司合作开发出一种以燃烧热电厂产生的粉煤灰为原材料 空间相互连通 孔隙率高 70% 90% 制品强度高 缺点是 ~ , , 。 , 形状受限制 密度不易控制 如何降低密度将是未来研究的 的吸声材料 该吸声材料孔隙率达到85%以上 容重为270 ~ 。 , / 3, 一个方向 该方法主要用于制备高气孔率的泡沫陶瓷 可以 350k m 吸声系数在 500 4000Hz的频率范围内达到 g ~ , 。 , 。 [ ] 作为吸声材料 用于高速公路两侧 0.9 具有良好的吸声特性 国内专利 45 针对我国能源行 、 , 3.2 应用现状 业粉煤灰产生量大 利用方式粗放的现状 以粉煤灰为主要 , , 、 、 噪声对人的健康及工作产生了严重的影响 吸声材料作 原材料 经加水搅拌 成型 烧结制备出 低频吸声系数 125Hz , , 、 , 为降噪的一种有效手段 应用的范围越来越广 包括高速铁 大于0.34平均吸声系数大于 0.5的吸音材料 用作高速铁 [ ] 34-37 、 、 、 、 、 。 、 、 、 。 路两侧 公路隧道 体育馆 影院 换流站 民用建筑等 路 高速公路 地铁 建筑物墙体等的吸声隔音板材 金雪 [ ] 46 , 目前广泛使用的主要是有机吸声材料和无机多孔吸声 莉 以粉煤灰等为主要原料 研究出可用于地铁特定环境下 , 、 、 。 , 。 材料 常用的有泡沫玻璃 泡沫陶瓷 复合吸声材料等 1995 的环保型吸声材料 吸声性能有显著提高 年北京人民大会堂大修时在送排风道上应用了吸声泡沫玻 目前粉煤灰制备吸声材料的资源化利用受到广泛关注, , 。 , 、 , 璃 取得了良好的效果 目前 国内矿渣棉装饰吸声板已经 但是总体吸声效果不高 掺量较低 如何在大掺量的条件下 , , 制备出高效的吸声材料是摆在研究者面前的一个重大课题。 工业化应用 自动化水平也较高 装饰吸声板与吊挂件等配 , , 套供应 使施工安装及室内装潢更加便利 同时应继续提高 4.3 煤矸石 [ ] 38 。 、 , 其吸声性能及防火性 发达国家对吸声材料的应用技术 煤矸石是煤炭开采 洗选过程中的废弃物 我国作为煤 , , , , 已经较为成熟 在制备生产和安装方面已经形成了规模化 资源大国 煤矸石产量巨大 在堆积占地的同时容易造成一 。 , 并且兼顾了艺术设计 如配合吸声性能很高的隔音墙的颜 系列环境污染 煤矸石制备多孔吸音材料已经成为煤矸石资 , , 。 色及形状 对隔音墙进行艺术设计 使各种充满美感的声屏 源综合利用的一种重要途径 [ ] [ ] 39 47 。 , 障成为道路沿线一道靓丽的风景线 张继香 对利用煤矸石制备吸声材料进行了研究 结果 , , 随着国家对节能环保的重视 新的环保型吸声材料层出 表明煤矸石多孔吸声材料高频吸声性能优越 孔隙率可达 , , 。 不穷 符合我国实际情况的吸声材料将会出现快速发展的局 81.6% 但压缩强度的提高还有待进一步研究 广州市建筑 ; , , , 面 结合隔音材料 选用既有较好保温隔热功能 又具有良好 材料工业研究所研制出的以焙烧煤矸石为骨料的吸声材料 [ ] 40 , , 、 、 。 吸声能力的材料 达到更好的节能效果 将是未来发展的 具有吸声频带宽 吸声系数高 抗压强度大等优点 肖秋国 [ ] 48 , 、 、 , , 趋势 同时其他吸声材料的工业化 标准化 生产安装自动化 等 研究了煤矸石制备吸声材料的工艺 结果表明 发泡过 也是研究的方向。 程的工艺制度是煤矸石吸声泡沫玻璃制备的关键, 不同的发 。 泡温度和发泡时间对产品的性能影响很大 随着煤矸石吸 4 工业固体废弃物制备多孔吸音材料的研究 、 , 声材料研究的兴起 国家对固废利用的重视 煤矸石吸声材 进展 料将受到更多的关注及发展。 , 随着我国经济的快速发展 工业固体废弃物的生产量增 5 结束语 , , 长迅速 目前的综合利用率仅在 左右 工业固体废弃物 60% , , , 对环境的污染形势严峻 实现工业废弃物的高值化利用将有 目前 随着人们对噪声污染的关注和重视程度的增加 , , , , 助于提高资源利用率 并且避免环境污染 实现产品的高值 吸声材料的应用将愈加广泛 使用量也将逐年增加 但传统 [ ] 41 。 , 、 、 、 化利用 目前 采用工业固废炉渣 煤矸石 粉煤灰等作为 多孔吸声材料如有机和无机纤维材料等存在防火性差 性脆 , 。 , , 原料制备吸音材料已经起步 具有很大的发展空间 易断等缺陷 金属吸声材料价格昂贵 使用范围受到很大的 。 、 4.1 炉渣 限制 泡沫类无机多孔吸声材料具有吸声系数良好 适用频 , 、 、 、 、 , 高炉渣是冶金工业产生的固体废料 具有产量大 本身 带范围宽 质轻 不腐 防火性能好等优点 成为吸声材料的 具有多孔结构的特点, 。 发展趋势。 , 是制备多孔吸声材料的优良原材料 同时 利用固体废弃物作为吸声材料的制备原料 [ ] 42 , 贺瑞飞 以高炉渣为骨料制备出 强度可达到 已成为目前广泛研究的热点 将有助于降低吸声材料生产成 28d 4.0MPa · · 材料导报 年 月第 卷专辑 306 2012 5 26 19 , , 料的研制[] 化工新型材料, (): 本 实现固体废弃物资源化利用 避免废弃物堆积填埋或简 J. 19985 37 , [] , 。 钱军民 李旭祥 聚氯乙烯基泡沫吸声材料的制备 塑料 单处理造成的一系列环境危害 一举多得 19 . J. , : 科技, (): 笔者认为 在今后的工作中应注意以下两方面的研究 20004 5 , [] 钱军民 李旭祥 橡塑型泡沫吸声材料的研究 功能高分 () , “ 20 . J. 1生态环保是新世纪对吸声材料最重要的要求 应加强 环 子学报, , (): ” “ ” 。 , 2000 133 309 保 型和 安全 型的复合吸声材料的研究 随着社会进步 , , [] 赵增典 张勇 苗汇静 泡沫铝的吸声性能初探 兵器材 21 . J. , 人们对声环境质量的要求越来越高 单一的吸声材料已经不 料科学与工程, , (): 1998 21 1 48 , 、 能满足环保及高效吸声等要求 生产对人体无害 能循环利 , 22 LiuPS YuB.Develo mentina licationof orousmetals p pp p 、 , ; 用 高效的吸声材料 应具有良好的应用前景 应注重产品的 [] , , (): J.Trans NonferrousMetalsSocChina 2001 115 629 , , 。() 美学设计 使吸声材料既具有实用性 又具有观赏性 2 在 于景媛 孔隙规则排列 基多孔陶瓷及三维连通 23 . AlO 2 3 , 、 、 工业固体废弃物中 应当加强高炉渣 粉煤灰 煤矸石等大宗 / [ ] : , AlO 树脂复合材料的研究 D .沈阳 东北大学 2008 2 3 , 、 固体废弃物制备吸声材料的研究 进一步探索以钢渣 尾矿 贺瑞飞 利用高炉水淬渣制作多孔吸声材料的研究[ ] 北 24 . D . 、 , 粉 建筑垃圾等为原料制备吸声材料的可能性 从而实现吸 : , 京 北京科技大学 2009 声材料的低成本制备和工业化应用。 薛友祥 饮用水净化高性能微孔陶瓷滤芯[] 现代陶瓷技 25 . J. 参考文献 术, (): 19993 10 26 Yan JF.Fabricaltionoflowshrinkae oroussiliconni - - g g p , [] 李晶 郭秉臣 非织造布吸声材料的现状与发展 非织 1 . J . [] trideceramicsb additionofasmallamountofcarbonJ.J y 造布, , (): 2007 151 8 , , (): Am Ceram Soc200184 7 1639 , [] , , 2 高玲 尚福亮 吸声材料的研究与应用 化工时刊 . J. 2007
2、成为VIP后,下载本文档将扣除1次下载权益。下载后,不支持退款、换文档。如有疑问请联系我们。
3、成为VIP后,您将拥有八大权益,权益包括:VIP文档下载权益、阅读免打扰、文档格式转换、高级专利检索、专属身份标志、高级客服、多端互通、版权登记。
4、VIP文档为合作方或网友上传,每下载1次, 网站将根据用户上传文档的质量评分、类型等,对文档贡献者给予高额补贴、流量扶持。如果你也想贡献VIP文档。上传文档
基于耦合模型的现代服务业与城市化协调关系量化分析以江苏常熟市为例.pdf
小学科学新教科版三年级下册全册课堂作业新设计(附参和解析)(2026春).doc
T_GSQNM 90014—2026(醇基生物燃料通用技术要求).pdf
第四单元 第10课 老师是成长的航标(课件)心理健康北师大版四年级上册.pptx
(三模)新疆2026年高三高考四月适应性检测理科综合试卷(含答案及解析).pdf
原创力文档创建于2008年,本站为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接分享给其他用户(可下载、阅读),本站只是中间服务平台,本站所有文档下载所得的收益归上传人所有。原创力文档是网络服务平台方,若您的权利被侵害,请发链接和相关诉求至 电线) ,上传者