专业复合吸声材料设计部门 咨询

隔声材料如果按照使用场合分类的话，可主要分为建筑用隔声材料、隔声器件以及产品设备内的隔声等。对于空气声建筑隔声材料主要包括墙、门、窗等。这些材料由于主要用于建筑隔声用，它建成后不需要搬动，也不会对重量有较高的要求，因此这类材料一般具有较大的密度和较为经济的成本。而对于产品设备的隔声材料，如乘用车、高速列车、飞机等舱室内隔声材料，需要采用像隔声垫一样的隔声材料。这些材料一般由高分子聚合物构成，由于隔声的质量定理和这些产品的轻量化要求，因此这些隔声垫的密度需要根据实际情况设计。阻尼的温度变化特性在外力不变的情况下，随着温度从低到高，分子的流动性增加，微观上呈现出不同的分子运动形式，宏观上，聚合物将经历玻璃态、橡胶态和黏流态三种力学状态。下图为聚合物的温度形变曲线。当温度较低时，分子处于“冻结”状态，几乎不能运动，只有链内原子的键长、键角改变，以及某些侧基、支链和小链节的运动，即只有分子链构型的变化而没有构象的变化，链段运动的松弛时间几乎为无穷大。因此这时的材料，质硬而脆，类似于坚硬的玻璃，故名玻璃态。材料处于玻璃态，不能耗散能量，而将能量作为位能储存起来，外力除去后，储存的能量释放出去，重新返回外界。随着温度的升高，进入玻璃态和橡胶态（高弹态）之间的过渡区，称玻璃化转变区。玻璃化转变不是热力学的相变而是一个松弛过程，在玻璃化转变区，分子链开始“解冻”。分子的运动空间变大，运动变得活跃起来，出现了链段的运动，这是产生阻尼作用的运动形式。因为体系的黏度还很大，分子内摩擦力仍然较大，机械能通过分子的内摩擦而转化为热能，因此链段的运动具有不可逆性，除去外力之后，链段无法完全恢复到原来的状态，产生*形变，聚合物表现出黏性行为。外力作用到黏性成分上的那一部分机械能不能返回外界，转化为热能而被耗散掉，这就是材料的内耗或阻尼。本质上来说，内耗指的是高分子的键角、键长、基团、链节、链段等各运动单元沿力的作用方向取向为克服内摩擦阻力而耗散掉的能力。在这个区域内，聚合物的松弛特性比较显著，分子基团具有一定的自由度，能够大量吸收振动能量。同时在该区域，材料的模量随温度升高而迅速降低，损耗因子则达到一个较大值，即阻尼峰值，此时所对应的温度称为玻璃化转变温度，通常用Tg来表示，而后损耗因子迅速下降。玻璃化转变区形变虽然迅速增加，但高聚物由坚硬的固体变得柔软而有韧性，虽然链段的滑移会*变形，但整个分子链并未滑动，因此材料仍保持宏观完整的形态。通常而言，玻璃化转变区的温度范围就是材料有效阻尼的温度范围。因而玻璃化转变区在阻尼材料研究中非常重要，作为理想的粘弹性阻尼材料应该有较宽的转变区和较高的内耗峰，而且，转变区的温度范围应和材料的工作温度范围一致。继续升高温度，进入橡胶态，也称高弹态。在橡胶态，分子链的运动较加自由，不断改变其构象，从蜷曲状态变为伸展状态，但仍以链段运动为主，不是整个分子链的运动，未出现分子链的滑移，形变具有可逆性。处于橡胶态的高聚物柔软而有弹性，宏观上变形很大，受较小的力就可以发生很大的形变，外力除去之后分子链又重新恢复到原来的蜷曲状态，形变可恢复，无*变形。从以上讨论可知，粘弹阻尼材料的阻尼作用主要发生在玻璃化转变区。这是由于只有温度与Tg 重合才能产生的阻尼效果。阻尼作用产生需要两个条件：一是大分子的链段运动，二是分子运动的内摩擦阻力。没有链段的运动，分子运动的内摩擦阻力就无法显示；有了内摩擦阻尼，分子链段的运动就不能完全恢复，才能产生能量的损耗。在玻璃化转变区，既有较为明显的链段运动，又有较大的分子内摩擦阻尼，这才会出现显著地阻尼作用。因此在设计阻尼材料时，就是调节阻尼材料的玻璃化温度，使其与工作温度吻合。聚合物玻璃化温度是链段开始运动的温度，玻璃化温度与高分子链的柔顺性和分子之间的作用力有关。影响玻璃化温度主要因素有：1）分子结构的影响。这是影响高聚物玻璃化温度的主要因素。2）共聚与共混。共聚与共混通常用来调节玻璃化温度，获得所需要的玻璃化温度范围。例如可以由高Tg 的聚合物与低Tg 的聚合物共聚或共混，得到合适的Tg 范围较宽的阻尼材料配方。3）增塑剂的影响。加入增塑剂会使分子间作用力僐弱，增大分子链段运动的空间，因此玻璃化温度Tg 下降，玻璃化温度转变区变宽，硫化胶的硬度和模量下降。4）外界条件。外界条件主要包括升温速率、外压力和频率。一般而言，玻璃化温度随着升温速率的增加、受压缩以及频率的升高而增大。另一类在工程中广泛使用的是共振吸声结构。结构都具有各自的共振频率，共振吸声结构的吸声机理是当声波频率与共振吸声结构的固有频率相同时，发生共振。这时声波激发结构产生振动，并使振幅达到，因此从能量守恒的角度，就会使反射声能量的就会小，从而达到吸声的目的。共振吸声结构的吸声特性呈现峰值吸声的现象，即吸声系数在某一频率达到，离开这个频率附近的吸声系数逐渐降低，远离该频率的吸声系数则很小。共振型吸声结构可以在中低频实现良好的吸声性能。由于多孔材料在高频具有较好的吸声性能，而穿孔共振吸声结构可通过设计使其在中低频具有良好的吸声性能。因此在实际应用中，在总厚度一定的实际限制下，实现低频吸声往往是较为困难的。这主要是通过对共振吸声结构和多孔吸声材料复合，获得较好的低频吸声性能和较宽频带的吸声特性。公司具备系统的复合吸声结构设计能力，可定量设计复合吸声结构以满足在薄的厚度内，实现所需的低频吸声。典型的某复合结构吸声性能如下图所示，其中曲线1为某30mm厚的多孔吸声性能，曲线2和3为设计的复合吸声结构的吸声性能。因此该复合吸声材料在30mm左右时，400Hz及以上吸声系数大于0.5。

南京同韵声学科技有限公司成立于2013年，主要是为各类工业设备和家用电器的噪声问题开展系统和完整的噪声控务，即针对各类产品的噪声，开展噪声测试分析，降噪方案设计，声学材料设计以及降噪方案实施和评价，系统完整的解决该产品的噪声问题。 公司目前已成立了一支由声学博士为**的技术研发队伍，已发表多篇学术论文和**申报。公司于2013年度获得南京*型科技创业计划，于2015年通过首届江苏省社会信用管理贯标验收。公司现与同济大学和*科技大学等相关院系建立了良好的合作关系。公司技术特点在于： 1)具备深厚的振动噪声理论和测试经验，可开展系统的噪声与振动控制理论和测试技术等培训。 2)具备大量的工业设备和家用电器等项目噪声控制经验。 3)具备吸声材料、隔声材料和阻尼材料的设计能力以及丰富的声学材料数据库。 4)已建成LMS 12+ 振动噪声掌上采集和分析系统、B&K PULSE 振动噪声采集和输出系统、B&K 声强探头、B&K 传声器校准系统和B&K PULSE振动噪声分析软件。