材料的声学特性

　　声波人射到物体上，会发生反射、吸收和透射。材料的声学特性与入射声波的频率和角度有关。所以说到材料和结构的声学特性时，总是和一定的频率与一定的人射情况相对应。

　　一、吸声材料和吸声构造

　　材料的吸声能力常用吸声系数。表示。某一种材料及其构造对不同频率的声波有不同的吸声系数。工程上通常采用125，250，500，1K，2K，4KHz六个倍频程的吸声系数来表示某一种材料或构造的吸声频率特性。

　　250，500，1K，2KHz四个倍频程的吸声系数的算术平均值又称为降噪系数(取0.05的整数倍)。

　　工程上使用的材料吸声系数多用混响室法来测量。它通过测试混响室内铺设吸声材料前后的混响时间的变化，从而计算出材料的吸声系数。

　　某构件的实际吸声效果用吸声量A来表征，它和构件的尺寸大小有关：

　　A=S·α(3-24)

　　式中A——构件的吸声量，m2;

　　S——构件的面积，m2;

　　α——构件的吸声系数。

　　(一)多孔吸声材料

　　玻璃棉、超细玻璃棉、岩棉等无机材料，以及棉、毛、麻、木质纤维等有机材料属多孔吸声材料。

　　1.吸声机理及吸声频率特性

　　多孔材料具有大量内外连通的微小空隙和孔洞，当声波入射其中时，引起空隙中空气的振动。由于空气的黏滞阻力，空气与孔壁的摩擦和热传导作用，使声能转化为热能而损耗掉。

　　错误认识一：表面粗糙的材料，如拉毛水泥等，具有良好的吸声性能。

　　错误认识二：内部存在大量孔洞(单个闭合、互不连通)的材料，如泡沫塑料,具有良好的吸声性能。

　　吸声频率：多孔吸声材料一般对中、高频声波具有良好的吸声能力。

　　2.影响多孔材料吸声性能的因素

　　(1)空气流阻

　　空气流阻反映了空气质点通过材料空隙时的阻力。对于特定的多孔材料，存在最佳流阻。

　　(2)孔隙率

　　孔隙率是指材料中连通的空隙体积和材料总体积之比。多孔材料的孔隙率一般在70%以上，多数达90%左右。对于一定厚度的多孔材料，存在最佳孔隙率。

　　(3)厚度

　　增加多孔材料的厚度，可以增加对低频声的吸收，但对高频声的吸声性能影响则较小。厚度增加到一定程度时，对吸声系数的影响就不明显了。

　　(4)表观密度(容重)

　　材料厚度不变，增加表观密度可提高中低频的吸声系数，但比增加厚度引起的变化相对较小。材料表观密度也存在最佳值。

　　(5)安装条件

　　多孔材料背后留有空腔，其中、低频的吸声系数会有所提高。

　　(6)面层的影响

　　多孔材料饰面应具有良好的透气性，否则会降低材料的吸声系数。

　　(7)温度和湿度的影响

　　常温条件下，温度对多孔材料的吸声系数几乎没有影响。

　　多孔材料吸湿后，中高频的吸声系数将降低，并使材料变质。多孔材料不适合在高湿条件下使用。