闭孔泡沫铝材料吸声性能分析

第21卷 第1期 兵器材料科学与工程 Vol.21 No.1 1998年 1月 ORDNANCE M AT ERIAL SCIENCE AND ENGINEERING Jan. 1998泡沫铝的吸声性能初探赵增典 张 勇 苗汇静(山东工程学院)摘 要 研究中对低压渗流制备方法进行了改进,并对制备的样品用驻波管法进行了吸声系数的测定。

结果表明,样品随孔径的减小、空隙率的增大,综合吸声系数有增大的趋势。

关键词 泡沫铝 吸声系数 上压渗流铸造法泡沫金属的研究始于本世纪40年代末期,由于最先的发泡法工艺控制很困难,限制了泡沫金属的发展。

随着新的制备方法不断涌现和控制技术的日益完善,泡沫金属在近十几年内有了新的发展。

国外将不同方法制备的泡沫金属应用于减震降噪、热交换元件、过滤元件、消除空气动力噪声元件及阻燃器等[4、5],并还在进行新的应用领域的开发研究工作。

我国对泡沫金属的研究工作近几年才起步,80年代后期,贵州、大连等地的研究机构曾用发泡法作过一些研究工作,但尚未有突破性的进展。

目前泡沫金属的发展趋势是结构定量化和尺寸大型化,这就需要完善发泡法的工艺控制技术,或采用渗流铸造法及其他制备方法。

相比较而言,渗流法具有结构易于控制、成本低廉的特点,在日本及其他的一些国家取得了较快的发展,例如在新干线高速列车的驾驶室内,将泡沫铝用作吸音材料,效果极好。

1 泡沫铝的制备与装置1.1 渗流颗粒以往国内外渗流制备方法中,渗流颗粒普遍采用的是食盐颗粒。

由于食盐颗粒大多为立方体形状且含有结晶水,在预热过程中会发生破碎,导致样品孔径变化,造成孔洞结构不均匀、通孔性差,且颗粒的去除也存在一定困难。

为克服以上不足,本研究筛选出一种新的渗流颗粒,该颗粒经过预处理后,可经破碎筛分成各种尺寸的无规则形状颗粒,可耐1000 的高温不变形,水溶性好,样品的通孔性好,可迅速去除,并重复使用。

山东省自然科学基金资助项目1997年2月26日收到稿件,1997年7月10日收到修改稿赵增典 男 33岁 山东工程学院化工系基础化学教研室主任 讲师 淄博 255012图1 上压渗流铸造法原理图1.2 制备方法本研究共试用了三种渗流制备方法:压铸机法、低压铸造法和上压渗流铸造法,通过对比,选择了上压渗流铸造法。

打孔闭孔泡沫铝的吸声能力梁李斯;姚广春;王磊;马佳;华中胜【摘要】闭孔泡沫铝板具有一定的吸声性能,对闭孔泡沫铝板进行打孔处理后,其吸声效果显著提高.使用驻波管法测试不同打孔率以及在泡沫铝板背后设置不同厚度空腔时吸声系数和吸声频率的变化.测量结果表明:以适当的打孔率打孔后,吸声系数提高30%左右,打孔率过高,吸声系数反而降低;随着在泡沫铝吸声板后设置的空腔厚度的增加,吸声峰值向低频偏移.可通过改变打孔率和背后空腔深度来设计用于降噪的闭孔泡沫铝吸声结构.【期刊名称】《中国有色金属学报》【年(卷),期】2010(020)012【总页数】5页(P2372-2376)【关键词】吸声;闭孔泡沫铝;打孔;空腔【作者】梁李斯;姚广春;王磊;马佳;华中胜【作者单位】东北大学,材料与冶金学院,沈阳,110089;东北大学,材料与冶金学院,沈阳,110089;东北大学,材料与冶金学院,沈阳,110089;东北大学,材料与冶金学院,沈阳,110089;东北大学,材料与冶金学院,沈阳,110089【正文语种】中文【中图分类】TG146.2随着工业化的推进和现代交通运输业的发展，噪声问题越来越突出，日益严重地影响着我们的生产和生活，噪声污染、水污染与空气污染一起被称为当代三大污染[1]。

城市环境噪声成为亟待解决的环境问题。

对于噪声控制的研究，吸声是一个重要的方法。

而吸声效果的好坏在很大程度上取决于吸声材料本身。

目前，吸声材料来源广泛，种类繁多，从传统的棉麻类有机纤维到新研制的金属基材料，从使用单纯共振吸声或多孔吸声材料到将两种方式相结合的吸声结构。

随着研究的进展，性能优良的吸声材料不断出现[2-5]，吸声结构日益优化。

泡沫铝材料作为新兴的特殊结构材料用于吸声领域历史不长，且主要为渗流铸造法生产的开孔泡沫铝，对吸声性能的研究也主要针对这类泡沫铝材料[6−8]。

对于闭孔泡沫铝材料研究较少，且不够深入和系统。

本文作者在总结前人研究结论和成果的基础上[9−11]，进一步研究闭孔泡沫铝打孔后背后空腔的深度、打孔率等因素对闭孔泡沫铝吸声性能的影响，探寻各因素影响闭孔泡沫铝吸声的规律。

《泡沫铝合金动态力学性能及其吸能机理的研究》篇一一、引言随着现代工业的快速发展，新型材料的研究与应用在各个领域中显得尤为重要。

其中，泡沫铝合金作为一种轻质、高强度、且具备良好吸能特性的材料，在汽车、航空航天、建筑等领域有着广泛的应用前景。

本文旨在研究泡沫铝合金的动态力学性能及其吸能机理，以期为相关领域的应用提供理论依据。

二、泡沫铝合金的动态力学性能研究1. 实验材料与方法本研究采用不同密度的泡沫铝合金作为研究对象，通过动态力学测试设备进行实验。

在实验过程中，对泡沫铝合金进行不同速度的冲击，以获取其动态力学性能数据。

2. 实验结果与分析（1）应力-应变曲线分析通过对泡沫铝合金进行动态力学测试，得到其应力-应变曲线。

从曲线中可以看出，泡沫铝合金在受到冲击时，具有较高的能量吸收能力。

在低速冲击下，泡沫铝合金表现出较好的塑性和韧性；而在高速冲击下，其应力-应变曲线呈现出明显的平台效应，表明其具有较好的能量吸收性能。

（2）能量吸收性能分析通过对不同密度、不同速度下的泡沫铝合金进行动态力学测试，发现其能量吸收能力与密度和冲击速度密切相关。

在低速冲击下，密度较高的泡沫铝合金具有更好的能量吸收能力；而在高速冲击下，密度较低的泡沫铝合金则表现出更好的吸能效果。

此外，泡沫铝合金的能量吸收能力还与其内部结构、材料组成等因素有关。

三、泡沫铝合金的吸能机理研究1. 吸能机理概述泡沫铝合金的吸能机理主要与其内部结构、材料组成及冲击过程中的变形行为有关。

在受到冲击时，泡沫铝合金内部的孔洞结构能够产生较大的变形，从而吸收大量的能量。

此外，其材料组成中的合金元素也能提高其强度和韧性，进一步增强其吸能能力。

2. 吸能过程分析在低速冲击下，泡沫铝合金主要通过孔洞的压缩、剪切和屈曲等变形行为来吸收能量。

而在高速冲击下，其吸能过程则更加复杂，涉及到材料的动态响应、能量传递与耗散等多个方面。

此外，泡沫铝合金在吸能过程中还会产生一定的热效应和声发射等现象。

《泡沫铝合金动态力学性能及其吸能机理的研究》篇一一、引言随着现代工业的快速发展，新型材料的研究与应用逐渐成为科研领域的重要课题。

其中，泡沫铝合金作为一种轻质、高强度的材料，在汽车、航空航天、建筑等领域具有广泛的应用前景。

其独特的结构使得该材料在承受动态冲击时，表现出良好的吸能特性。

本文将就泡沫铝合金的动态力学性能及其吸能机理展开深入研究，旨在为该材料在实际应用中的优化提供理论支持。

二、泡沫铝合金的动态力学性能泡沫铝合金的动态力学性能主要表现在其抗冲击性能和能量吸收能力。

在受到动态冲击时，泡沫铝合金能够通过内部结构的变形来吸收大量的能量，从而保护结构不受损坏。

1. 实验方法为研究泡沫铝合金的动态力学性能，我们采用了落锤冲击实验和SHPB（Split Hopkinson Bar）实验等方法。

通过改变冲击速度和样品尺寸，观察并记录泡沫铝合金在受到不同强度冲击时的变形和能量吸收情况。

2. 实验结果实验结果表明，泡沫铝合金在受到动态冲击时，表现出良好的抗冲击性能和能量吸收能力。

随着冲击速度的增加，泡沫铝合金的变形程度逐渐增大，但并未出现明显的破坏现象。

同时，该材料在吸收能量的过程中，表现出较高的能量吸收效率和稳定的吸能性能。

三、泡沫铝合金的吸能机理泡沫铝合金的吸能机理主要源于其独特的内部结构和材料特性。

在受到冲击时，泡沫铝合金通过内部结构的变形和能量传递，将冲击能量转化为热能和弹性势能，从而实现能量的吸收。

1. 结构特性泡沫铝合金的内部结构由大量的封闭孔洞组成，这些孔洞在受到冲击时能够发生变形和坍塌。

在变形过程中，孔洞之间的相互作用和能量的传递使得材料能够吸收大量的能量。

此外，泡沫铝合金中的合金元素也对其吸能性能起到了重要的影响。

2. 能量传递与转化在受到冲击时，泡沫铝合金通过内部结构的变形和能量的传递，将冲击能量从表面传递至材料内部。

在这个过程中，材料的孔洞发生坍塌和重新排列，将冲击能量转化为热能和弹性势能。

闭孔泡沫铝材料的声学性能研究及应用的开题报告一、选题背景和意义声学材料具有吸音、隔音、重量轻等优点，被广泛用于建筑、汽车、飞机、电器等方面。

目前，常见的声学材料有聚氨酯泡沫、玻璃纤维、陶瓷纤维等，但它们存在着耐久性、防火性、环保性等方面的问题。

闭孔泡沫铝因其独特的物理性质和结构，被认为是一种具有潜力的新型声学材料。

它不仅具备良好的吸音、隔音效果，还具有良好的耐久性、防火性和环保性。

因此，研究并应用闭孔泡沫铝材料在声学方面具有重要意义。

二、研究内容本文立足于闭孔泡沫铝材料在声学方面的应用，研究其性能以及吸音和隔音效果，并探讨其与其他常见声学材料的比较。

具体内容包括：1. 分析闭孔泡沫铝材料的结构和物理性质；2. 研究闭孔泡沫铝材料在不同频率下的声学性能；3. 探究闭孔泡沫铝材料的吸音特性及其与其他声学材料的比较；4. 研究闭孔泡沫铝材料的隔音特性及其与其他声学材料的比较；5. 分析闭孔泡沫铝材料在实际工程应用中的可能性和问题，并提出相应的解决方案。

三、拟采取的研究方法本文将采用以下研究方法：1. 理论分析法：通过文献资料和专家咨询，掌握闭孔泡沫铝材料的结构和物理性质，建立闭孔泡沫铝材料在声学方面的理论模型；2. 实验测试法：利用声学实验仪器测试闭孔泡沫铝材料在不同频率下的声学性能、吸音特性和隔音特性，获取实验数据；3. 数值模拟法：借助有限元软件建立闭孔泡沫铝材料的数值模型，模拟其在声学方面的性能，比较结果与实验结果，验证数值模拟的可靠性；4. 实际应用分析法：分析闭孔泡沫铝材料在实际工程应用中的可能性和问题，提出相应的解决方案。

四、预期成果本文将从闭孔泡沫铝材料在声学方面的应用角度出发，研究其性能以及吸音和隔音效果。

通过理论分析、实验测试和数值模拟，探讨闭孔泡沫铝材料与其他常见声学材料的比较。

最终，旨在为闭孔泡沫铝材料在声学方面的应用提供理论和实践方面的支持和参考，推动闭孔泡沫铝材料在声学领域的广泛应用。

工业技术科技创新导报 Science and Technology Innovation Herald87DOI：10.16660/ki.1674-098X.2018.24.087泡沫铝吸声性能的研究戴银所1 邬启凡2 杨明1 夏燕飞1 张建波1(1.陆军工程大学国防工程学院 江苏南京 210007；2.淮海工学院 江苏连云港 222005)摘 要：泡沫铝是一种优异的吸声材料，相对于传统的吸声材料而言更加符合环保的要求。

本文选用不同孔隙率，不同孔径的泡沫铝板测试它们对不同频率声波的吸收能力。

结果表明：声源频率相同时，孔隙率大的泡沫铝吸声性能明显好于孔隙率低的泡沫铝；泡沫铝的孔隙率相同时，吸声性能随声源频率增加而逐渐增加；对于250Hz、500Hz频率的声波，孔径越大吸声性能越好，但是对于1000Hz，10000Hz频率的声波，孔径越大它们的吸声性能反而越差。

关键词：泡沫铝 吸声性能 孔隙率 频率中图分类号：TB383 文献标识码：A 文章编号：1674-098X(2018)08(c)-0087-03泡沫铝的多孔结构使其具有良好的吸声性能。

相对于传统的吸声材料，如玻璃纤维、石棉纤维，高分子泡沫等，泡沫铝集结构、功能于一体，能够承受一定的压力，具有良好的加工性能、耐高温、不会释放有毒气体、不怕潮湿、无污染、易回收，符合环保的要求，是替代传统吸声材料的最佳选择[1-2]。

泡沫铝的孔隙率对吸声性能影响很大，孔隙率高的吸声性能明显大于孔隙率低的，但是孔隙率过大会导致强度过低，从而影响其工程应用。

当孔径增大时，由于空气流阻变小，粘滞力和摩擦力的效率也相应地变小，吸声系数就降低；当孔径减小时，由于此时空气流阻相应增加，所以吸声系数也相应增加，可见，泡沫铝存在一个最佳的孔径使得吸声系数最大[3-5]。

泡沫铝在高频区和低频区的吸声效果较强，而在中频区吸声效果相对较差，如在1500～4500Hz，其降噪量约10dB，但在中频1000Hz时降噪量较小。

收稿日期:2010-07-09基金项目:国家高技术研究发展计划项目(2008AA032512);国家自然科学基金资助项目(50774021)作者简介:梁李斯(1983-),女,内蒙古呼伦贝尔人,东北大学博士研究生;姚广春(1947-),男,辽宁沈阳人,东北大学教授,博士生导师第32卷第1期2011年1月东北大学学报(自然科学版)Journal of Northeastern U niversity(Natural Science)Vol 32,No.1Jan.2011闭孔泡沫铝材料吸声性能分析梁李斯,姚广春,穆永亮,华中胜(东北大学材料与冶金学院,辽宁沈阳 110819)摘 要:为更全面地反映闭孔泡沫铝材料的吸声降噪能力,从密度、厚度、背后空腔深度、打孔率几个方面,对闭孔泡沫铝材料的吸声性能进行研究 改变以往单纯用吸声系数的峰值表征的方法,而是用吸声系数的峰值、降噪系数、半峰宽3个指标来评价闭孔泡沫铝材料的吸声性能 通过驻波管法测试吸声系数,用Origin 软件进行吸声曲线的分析,建立一次函数 结果表明:在以往研究中个别吸声系数的峰值较高的样品,整体吸声效果不佳;而一些吸声系数的峰值处于中等水平的却具有较好的整体吸声效果,因此更适合于在实际应用中用于吸声结构的设计关 键 词:闭孔泡沫铝;吸声;降噪系数;半峰宽;吸声系数中图分类号:T B 34 文献标志码:A 文章编号:1005 3026(2011)01 0114 03Sound Absorbility of Closed Cell Aluminum FoamL IAN G L i si,YA O Guang chun,M U Yong liang,H UA Zhong sheng(School of M aterials &M etallurg y,Nort heaster n U niversity,Shenyang 110819China.Corr esponding author:L IA NG L i si,E mail:lianglisi414@163.co m)Abstract:The sound absorbility of closed cell aluminum foam w as further investigated in v iew of some factors,including density ,thickness,back cavity depth and perforation rate.Instead of the only characteristic factor,i.e.,the peak value of sound absorption coefficient,the sound absorbility of closed cell aluminum foam w as therefore evaluated through three indices,i.e.,the peak value above mentioned,denoising coefficient and half peak w idth.With the sound absorption coefficient measured by standing w ave meter and the sound absorption curves analyzed by the softw are Origin,the corresponding functional relation w as established.The results show ed that in previous tests some specimens show ed unfavorable effect of sound absorption as a whole though their peak values of sound absorption coefficient w ere high,w hile the other sam ples showed high sound absorption effect as a whole thoug h their peak values were medium.So,the new method proposed to evaluate the sound absorbility is more actual and suitable for the design of sound absorption system.Key words:closed cell aluminum foam;sound absorption;denoising coefficient;half peak w idth;sound absorption coefficient泡沫铝材料作为吸声材料使用已有一段时间,国内外在这方面的研究很多,现已在很多降噪的工程中使用了该种材料,但多数限于开孔泡沫铝材料[1] 主要是因为开孔泡沫铝材料的内部结构与其他多孔材料类似,具有与其他多孔吸声材料类似的吸声机理,因此具有较好的吸声效果,而本身又具有金属材料的一些特性,所以在吸声降噪领域得到了很好的应用[2-5]然而闭孔泡沫铝材料用于吸声历史不长,主要是由于其闭孔结构使得内部孔之间不存在连通,且闭孔泡沫铝密度较大,泡孔壁较厚,主要依靠表面漫反射消耗声能以及形成的部分亥姆霍兹共振器的共振吸声和内部的微孔、裂纹等缺陷使空气摩擦损耗声能以达到降噪效果[6-8]因此,吸声系数很难达到理想效果,但经过一段时间的发展,闭孔泡沫铝的生产工艺越来越成熟,现在可生产出密度在0 3g/cm 3以下的闭孔泡沫铝,泡孔壁较薄,表面漫反射作用增强,内部缺陷增加,从而使吸声系数得到提高 在这一基础上,为了得到更好的吸声效果,尝试对闭孔泡沫铝进行一些加工,如背后贴膜、打孔、压缩等[9]其中打孔取得的效果最为明显,在此之前的评价体系都是对吸声系数的峰值及峰值出现的频段进行评价,来判断吸声效果的好坏,这样的标准较为单一,不利于对闭孔泡沫铝的吸声性能进行全面的评价 因此,在之前工作的基础上本文提出用吸声系数的峰值、降噪系数、半峰宽[10]3个指标来评价闭孔泡沫铝材料的吸声性能,以期得到更全面的结论1 材料与方法1.1 材料的制备与表征实验所用闭孔泡沫铝材料为东北大学熔体发泡法[11]生产的,图1所示为熔体发泡法制作泡沫铝的工艺流程图,该方法是将发泡剂加入到具有一定黏度的熔融金属铝液之中并搅拌均匀;发泡剂受热分解产生气体并在铝液中形成气泡,阻止气泡逸出并冷却含有气泡的铝液,即可获得泡沫铝[12-13]熔体发泡法需要添加钙、氧化铝粉等作为增黏剂,发泡剂一般采用的是金属氢化物,如T iH 2,ZrH 2,H f H 2等,本文所测材料使用的发泡剂为T iH 2,生产出来的泡沫铝孔洞之间相互独立,也因此称之为闭孔泡沫铝图1 熔体发泡法制备泡沫铝流程图F i g.1 Preparation flowchart of alum inum foamby m elt route实验所选闭孔泡沫铝样品通过阿基米德排水法测体积,称出质量后,计算得到其密度,本文所选材料密度从0 3g/cm 3到0 85g/cm 3孔径80%在3~5mm ,孔形态主要以五边形十二面体和十四面体为主 孔分布均匀、无连通孔、有少量缺陷裂纹等1.2 测试方法与过程测试所用仪器为北京中科院声学所的驻波管法吸声测试仪 根据驻波管的测试条件要求,所选试样均为直径99m m 经熔体发泡法制备的闭孔泡沫铝材料采用线切割的方法进行加工,根据测试的需要,分别加工出符合尺寸的试样 对试样进行不同厚度、背后空腔深度、打孔率的比较,研究吸声效果受不同因素影响的原理与规律在研究打孔率对吸声系数的影响时,对闭孔泡沫铝板进行打孔,均使用直径2mm 的钻头,因实验使用的样件为直径99mm 的圆形闭孔泡沫铝材料,因此按辐射状分布较为均匀 打孔从圆心向外打在一系列同心圆的圆周上,因为钻头直径不变,孔的大小和形状相同,则打孔率不同,打孔个数随之改变2 结果与讨论几组测试分别从吸声系数的峰值、降噪系数、半峰宽3个角度来讨论其吸声能力 其中降噪系数的计算公式为NRC =( 250+ 500+ 1000+ 2000)/4 (1)NRC 即指吸声系数值在250,500,1000,2000H z 的平均值 半峰宽指达到峰值一半高度时吸收峰的宽度 降噪系数和半峰宽两个指标能更全面地反映所测试样在整个频率段内的吸声能力第一组试样厚度均为20mm,密度依次为0 85,0 58,0 51,0 31g/cm 3测试结果如图2所示,由图中可见,吸声系数的峰值随密度减小逐渐增大;所对应的NRC 值依次为0 1825,0 2475,0 2175,0 3725,与峰值不同,密度为0 58g/cm 3的试样降噪系数高于0 51g /cm 3的试样;半峰宽后3个试样依次增大,但密度为0 85g/cm 3的试样反而最大 综合吸声系数的峰值、降噪系数、半峰宽3个指标,整体来看,吸声能力基本符合按密图2 不同密度闭孔泡沫铝材料的吸声性能Fig.2 Sound absorbili ties of closed cell alum i numfoam with different densiti es115第1期 梁李斯等:闭孔泡沫铝材料吸声性能分析度减小递增的规律,但当密度相近时,高密度可能反而具有较好的吸声能力 在具体应用中,需要考虑使用目的,如果是噪声频率集中在某一频段,则只需考虑吸声峰值,若噪声频率范围较宽,就需要综合考虑3个指标,以确定合适的材料第二组试样为密度0 53g/cm 3,厚度依次为10,20,30mm,吸声系数频谱分析图如图3所示 由图可以看出,三组试样吸声系数的峰值比较接近,基本在0 5左右,后两个试样略高于第一个;不同厚度试样所对应的降噪系数依次为0 235,0 24,0 215,前两个试样稍好于第三个;半峰宽值依次递增 虽然随厚度增加吸声系数的峰值发生迁移,但仍可比较在各自吸声频段的吸声能力 由以上结果可以看出,厚度为20m m 的样件吸声效果较好,但在实际应用中应根据噪声的频率特性选择合适的厚度图3 不同厚度闭孔泡沫铝吸声性能Fig.3 Sound absorbili ties of closed cell alum i numfoam wi th different thickness es第三组为密度0 3g/cm 3,厚度10mm ,背后空腔深度为30mm,打孔率从0 5%到4%一个系列的闭孔泡沫铝吸声系数比较,其吸声系数对应频谱分析如图4所示 由图中可以看出,吸声系数的峰值随打孔率升高先升高后降低,吸声系数的峰值出现的频段随打孔率升高向高频迁移所对图4 不同打孔率吸声系数图Fig.4 Sound apsorbili ties of closed cell alum i numfoam wi th different perforation rates应的降噪系数值分别为0 3625,0 4155,0 3488,0 2855,0 3000,0 2925,0 2835,0 2388,随打孔率增加依次减小;半峰宽值相差不大 综合几项指标,其吸声性能变化规律与吸声系数的峰值变化规律基本一致第四组为密度0 3g/cm 3,打孔率1 5%,厚度10mm,背后空腔深度分别为5,10,30mm 时的闭孔泡沫铝吸声系数比较 吸声系数对应频谱分析如图5所示,由图中可以看出,吸声系数的峰值随背后空腔深度增加略有增加;降噪系数依次为0 2275,0 3408,0 3488;半峰宽值依次减小 综合以上3个指标可以看出,背后空腔深度的变化对吸声能力影响不大,在实际应用中只需考虑噪声频率特性选择合适的背后空腔深度即可图5 不同背后空腔深度吸声系数Fig.5 Sound absorbili ties of aluminum foamwith different back cavi ty depths3 结 论1)随密度的增加吸声系数的峰值降低,但降噪系数和半峰宽会出现随密度增加而增加的现象,整体吸声能力并不一致降低2)随厚度的增加吸声系数的峰值发生迁移,且略有降低,厚度为20mm 的试样降噪系数较好,半峰宽依次递增,吸声能力较优3)随打孔率的增加吸声系数的峰值先增大后减小,降噪系数依次降低,半峰宽基本相同,吸声能力与峰值变化一致4)随背后空腔深度的增加吸声系数的峰值依次增加,降噪系数依次增加,半峰宽依次减小,吸声能力相当 背后空腔深度只改变吸声频段未改变吸声能力 参考文献:[1]Liu P S,Liang K M.Fun ctional materials of porous m etals made by P/M ,electroplating and some other techniques[J ].J M ater Sci ,2001,36:5059-5072.(下转第132页)的迎尘面,呈现出明显的表面过滤特性,使阻力增长明显减慢,残余阻力降低,过滤周期延长2)在老化过滤阶段,高密面层起到了部分粉尘层的作用,使阻力增长过程也大大减缓3)在稳定过滤阶段,高密面层体现出了更加明显的优势,不但阻力增长速度慢、残余阻力低,且过滤周期是常规滤料的8倍,大大降低了喷吹清灰的能耗和对滤袋的机械损伤4)无论在洁净过滤阶段还是稳定过滤阶段,高密面层滤料的粉尘剥离率都高于常规滤料,表现了优异的清灰性能参考文献:[1]Binnig J,M eyera J,Kaspera G.Origin an d mechanisms ofdust emission from pulse jet cleaned fi lter media[J].Pow derT ec h nology,2009,189(1):108-114.[2]Chen C C,Yu W,Huang S H,et al.Experi m ental study onthe loading 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2.1泡沫铝材料的结构特点泡沫铝是一种轻质功能材料，高孔隙率（60%~90%），孔径一般为0.1~6mm孔隙结构主要有通孔和闭孔。

通孔，密度0.8~1.2g/cm3，孔隙率50%~70%，孔径1mm以下，高温气体和液体的过滤材料，散热材料闭孔，密度0.2~0.5g/cm3，孔隙率80%~90%2.2泡沫铝材料的吸声性能表面几乎不存在可声波反射的平面。

孔道中的空气在声波作用下会发生压缩-膨胀形变，将声能转变成热能。

孔隙结构对吸声能力影响较大两种吸声形式即表面漫反射吸声和穿孔亥姆兹共振吸声。

在泡沫铝背后设置一空气层，形成泡沫铝吸声箱。

随着泡沫铝背后空气层厚度的增加，吸声主频率逐渐向低频移动。

2.3泡沫铝材料的隔声性能声波进入泡沫铝孔隙，引起孔隙中空气震动，继而金属间架振动，金属间架相互牵制，振动受阻而转化为热能。

通常使用的聚氨酯泡沫隔声材料，100mm厚最大隔声量为23dB，而泡沫铝材料20mm厚可以隔30dB以上。

密度对闭孔泡沫铝的整体隔声性能具有很大影响不同密度新孔泡沫铝裸板的隔声性能变化趋势基本一致厚度对闭孔泡沫铝裸板隔声性能具有显著影响为了减小闭孔泡沫铝裸板中透孔和裂缝对隔声性能的影响，一般在工程中制成夹芯板。

相同密度和相同厚度的泡沫铝夹芯板比泡沫铝裸板隔声性能高。

厚度太低会造成较多的裂缝和透孔，当两面贴板后，可以很好的解决透孔和裂缝所造成的声损失2.4泡沫铝材料的压缩强度与块体材料不同，多孔材料的性能测试还与材料的尺寸有关，对较大试样的多孔材料而言，可不考虑材料的尺寸效应。

但对试样较小的多孔材料而言，要材料的尺寸效应。

闭孔泡沫铝压缩过程经历三个阶段：1、线弹性变形阶段2、坍塌变形阶段：初始坍塌和延续坍塌3、致密化变形阶段动态压缩特征曲线与静态压缩时的特征一样，经历三个变形阶段。

动态与静态的压缩应力-应变曲线有着明显的差异：动态的曲线更加光滑，没有明显的平台区域；随着应变的增加，应力增加先快后慢再快，但一直处于增加的趋势，且在阶段2没有出现静态压缩时的应力突降现象；动态压缩的平台应力比静态压缩的平台应力大，且随着密度的逐渐增加，平台应力的差异也在缩小，应力-应变曲线也逐渐趋于一致。

泡沫铝的动态压缩性能和吸能性研究*程和法1,黄笑梅1,许玲2(1.合肥工业大学安徽合肥230009; 2.安徽工程科技学院安徽芜湖241000)摘要:通过测量泡沫铝在动态和准静态压缩条件下的应力-应变曲线,研究了泡沫铝的准静态和动态压缩行为以及不同应变条件下的吸能性,并对其应变率效应进行了分析。

结果表明,在高应变速率和准静态压缩下,泡沫铝的R-E曲线均表现出弹性变形段、平缓段和密实段三阶段特征;泡沫铝的压缩性能具有明显的应变速率敏感性,随应变速率的提高,流动应力上升,吸能性升高。

关键词:泡沫铝;动态压缩;应变率效应;吸能性中图分类号:T G146121文献标识码:A文章编号:1004)244X(2003)05)0037)03泡沫铝是一种具有独特力学性能的轻质结构材料,作为夹层填充材料、冲击防护材料以及冲击波衰减材料,泡沫铝在民用、工业、航空航天及军事等方面具有广泛的应用前景。

而所有这些应用均须对泡沫铝的力学行为特别是动态压缩条件下的力学行为有深入的了解,近几年来有关泡沫铝静态与动态力学行为研究的报道逐年增多[1-3],但是能够从理论上建立力学模型来描述泡沫材料力学响应规律的还仅限于静态加载条件下[4,5]。

不同研究者对各种闭孔或开孔泡沫铝进行了动态加载实验研究,但对于这类材料的应变率效应问题得出了不尽相同甚至相互矛盾的结论[6-8]。

究其原因,不仅有所用泡沫铝的基体材料及其制备工艺的不同,而且还有结构上的差异,如孔的几何形状、孔径大小、孔结构(开孔或闭孔)等因素。

因此,不论从理论上还是从实验上对泡沫铝动态力学行为的研究还有待继续深入。

本文的目的是用渗流法制备开孔泡沫铝,并对其动态力学行为进行研究。

1实验方法与过程1.1泡沫铝的制备实验中所用泡沫铝由工业纯铝采用加压渗流法制备而成,因此具有开孔结构,这种工艺的主要过程是:用一定粒径的NaCl粒子作填料置于模具中预热至400~500e,再将过热至700~750e的铝液浇入模具中,通过施加1~4@105N/m2的压力使铝液渗入粒子的缝隙之中,凝固后通过水溶解的方法去除其中的NaCl粒子,便可得具有三维连通孔结构的开孔泡沫铝。