第四节 吸声材料
一、吸声材料的类型及其结构形式
1.吸声材料的类型
吸声材料按吸声机理的不同可分为两类吸声材料。一类是多孔性吸声材料，主要是纤维质和开孔型结构材料；另一类是吸声的柔性材料、膜状材料、板状材料和穿孔板。
多孔性吸声材料从表面至内部存在许多细小的敝开孔隙，当声波入射至材料的表面时，声波很快地顺着微孔进入材料的内部，引起孔隙内的空气振动，由于摩擦的作用，空气粘滞阻力和材料内部的热传导作用，使相当一部分声能转化 为热能而被材料所吸收。而对于柔性材料、膜状材料、板状材料和穿孔板，在声波的作用下发生共振作用，使声能转化为机械能而被吸收。
材料的种类的不同，对于来同频率的声波具有择优性。柔性材料和穿孔板以吸收中频声波为主；膜状材料以吸收低中频声波为主；板状材料以吸收低频声波为主。
2.吸声材料的结构形式
吸声材料的结构形式主要有：多孔性吸声结构、薄板振动吸声结构、共振腔吸声结构、穿孔板组合共振腔吸声结构、柔性吸声结构、悬挂空间吸声体结构、帘幕吸声体结构。
⑴多孔性吸声材料
多孔性吸声材料是比较常用的一种吸声材料。这种吸声材料的吸声性能受到材料的的表观密度和其内部构造等一系列因素的影响。
⑵薄板振动吸声结构
薄板振动吸声结构的特点是具有低频吸声特性，同时还有助于声波的扩散。常用的有胶合板、薄木板、硬质纤维板、石膏板、石棉水泥或金属板等。通常是将其固定在墙或者龙骨上，背后留有一定的空气层即成为薄板振动吸声结构，施工比较方便。
薄板振动吸声结构是在声波的振动下，薄板与龙骨之间产生相对的运动，将声能转化为机械能，从而达到吸声的目的。此结构能吸收的声频为80～300Hz，且吸收率可达0.2～0.5，而对于其它频率的声波则吸收率比较低。
⑶共振腔吸声结构
共振腔吸声结构具有封闭的空腔和较小的开口，象个瓶子。当瓶腔内空气受到外界振荡时，会按一定的频率振动，这就是共振器的工作原理。
每个共振器均有一个固定的振动频率，在其共振的频率附近，由于颈部空气分子在声波的作用下像活塞一样往复运动，因摩擦而消耗掉声能。若在腔口蒙一层细布或疏松的的棉絮，可以加宽和提高共振频率的范围的吸声量。为了获得较宽频率带的吸声性能，常采用几个共振器组合在一起使用或者采用穿孔板组合共振腔吸声结构。
图9-9 三种不同吸声材料的吸声特性
⑷穿孔板组合共振腔吸声结构
穿孔板组合共振吸声结构具有适合中频的吸声特性。这种吸声结构与单独的共振吸声器相似，可以看做是多个单独共振器的的并联而成的。穿孔板的厚度、穿孔率、孔径、孔距、背后空气层厚度以及是否填充多孔性吸声材料等，都将影响到吸声结构的吸声器性能。这种吸声结构由穿孔的胶合板、硬质纤维板、石膏板、石板水泥板、铝合板、薄钢板等组成。
⑸柔性吸声材料
柔性吸声材料是具有封闭气孔和一定弹性的材料，如聚氯乙烯泡沫塑料等。这种材料表面仍为多孔材料但具有密闭的气孔，声波引进的空气振动不易直接传递至材料的内部，只能相应地产生振动，在振动过程中由于克服了材料内部的摩擦而消耗了声能，引起声波的衰减。这种吸声材料的吸声特性是在一定的频率范围内出现一个或多个吸收频率，是一种比较好的吸声材料。
⑹悬挂空间的吸声体
悬挂于空间的吸声体是由于声波与吸声材料的两个以上的表面接触时，增加了有效的吸声面积，产生边缘效应，加上声波的衍射作用，可以大大地提高实际的吸声效果。
在实际的使用过程中，可以根据使用要求与地点的不同设计成不同的形状。空间吸声体的主要形状有平板形、球形、圆锥形等。
⑺帘幕吸声体
帘幕式吸声体是用具有通气性能的纺织品安装在离墙面或窗洞一定距离处，背后设置空气层。这种吸声体对中、高频都有一定的吸声效果。帘幕的吸声效果与材料的种类和褶裥有关。帘幕吸声体安装、拆卸方便，兼具装饰作用，应用价值比较高。
二、隔声材料
声波传递到材料或结构时，因材料或结构吸收会失去一部分声能，透过材料的声能总是小于作用于材料或结构的声能，材料或结构就起到了隔声的作用。材料的隔声能力可以通过材料对声波的透射系数衡量。
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