吸聲是指聲波在介質(zhì)中傳播時,聲能量產(chǎn)的衰減現(xiàn)象。聲波在空氣傳播時,由于空氣中質(zhì)點振動所產(chǎn)生的摩擦作用,使聲能量轉(zhuǎn)化為熱能而損耗,引起聲波隨傳播距離的增加而逐漸衰減的現(xiàn)象稱為空氣吸聲。當聲波入射到材料表面時,有一部分聲能量被材料吸收,從而引起聲能量的降低,稱為材料吸聲。
實際具體的材料或結(jié)構(gòu),其阻抗一般都不會為無窮大,因此它們對入射的聲波都有一定程度的吸收,因此我們把具有較好吸聲效果的材料或結(jié)構(gòu)稱為吸聲材料。一般而言,將吸聲系數(shù)α>0.2 的材料稱為吸聲材料,而將α>0.8的材料稱為強吸聲材料。吸聲材料主要包括多孔性吸聲材料和共振型吸聲結(jié)構(gòu)。
多孔性吸聲材料就是有很多孔隙的能吸收聲能量的材料,其主要構(gòu)造特征是材料從表面到內(nèi)部均有相互連接的孔隙。多孔性吸聲材料是目前應用最廣的吸聲材料。目前常見的多孔吸聲材料包括歐遠直穿孔吸音板、歐遠槽孔吸音板、歐遠軟包吸音板和歐遠聚酯纖維吸音板、歐遠木絲吸音板、歐遠空間吸聲體等多種吸聲材料。
多孔吸聲材料內(nèi)部具有大量的小孔,這些微小細孔相互連通并直接通向材料的表面,當聲波入射到這種開孔性材料表面時,一部分聲波會透入材料內(nèi)部,一部分聲波在材料表面反射。透入材料內(nèi)部的聲波在縫隙和小孔中傳播時,空氣運動會產(chǎn)生粘滯和摩擦作用,同時小孔中空氣受壓縮時溫度升高,稀疏時溫度降低,材料的熱傳導效應,從而使聲能逐漸轉(zhuǎn)變成熱能所消耗,這種能量的轉(zhuǎn)變是不可逆的,因此材料就產(chǎn)生了吸聲作用。
另一類在工程中廣泛使用的是共振吸聲結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)都具有各自的共振頻率,共振吸聲結(jié)構(gòu)的吸聲機理是當聲波頻率與共振吸聲結(jié)構(gòu)的固有頻率相同時,發(fā)生共振。這時聲波激發(fā)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生振動,并使振幅達到最大,因此從能量守恒的角度,就會使反射聲能量的就會最小,從而達到吸聲的目的。共振吸聲結(jié)構(gòu)的吸聲特性呈現(xiàn)峰值吸聲的現(xiàn)象,即吸聲系數(shù)在某一頻率達到最大,離開這個頻率附近的吸聲系數(shù)逐漸降低,遠離該頻率的吸聲系數(shù)則很小。共振型吸聲結(jié)構(gòu)可以在中低頻實現(xiàn)良好的吸聲性能。
因此在工程實際中,為了拓寬吸聲材料的吸聲頻帶,可采用由共振吸聲結(jié)構(gòu)和多孔吸聲材料復合的方式。