一种微孔中穿纤维微穿孔板及其制备方法

专利名称：一种微孔中穿纤维微穿孔板及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种微孔中穿纤维微穿孔板及其制备方法，可以提高声阻，拓宽吸声 频带，同时可以提高共振吸声系数。
背景技术：
微穿孔板吸声体具有多频带吸声特点，结构简单，无需后空腔中添加吸声材料等 优点受到广泛应用与进一步研究[1]。微穿孔板吸声材料已应用于游泳馆、体育馆、道路声屏 障等大型工程，在食品、医药、仪表、电子、航空、航天等需要避免泡沫型材料的行业也广泛 应用。微穿孔板结构如图1所示。在薄板上穿以大量的微孔，微孔孔径小于一毫米，这样 就形成了微穿孔板。微穿孔板吸声体是指微穿孔板在使用时，在其后面留有一定的空气层， 微孔板和其后空气层腔体构成了微穿孔板吸声体。由于微孔是毫米级，它的流阻可以和周 围的空气特性阻抗匹配，形成良好的宽频带共振吸声体。吸声性能可以通过理论计算而得
到[2]。普通孔板吸声体是由薄板上穿以大量的孔(孔径较大)或缝隙，板后留适当空气 层，内填充多孔吸声材料构成。通过多孔吸声材料吸声，其吸声特性与多孔材料的性能密切 相关。可以看出微孔板吸声体由于不需在后空腔中填入吸声材料而具有结构简单，节约 资源，使用方便简单并可通过理论计算获得其吸声特性等优点。但是现有技术提供的微穿 孔板的缺点在于与普通孔板吸声体比较，微穿孔板吸声体的吸声频带仍然不够宽，尤 其对中低频率的声吸收较差。

发明内容
要解决的技术问题为了避免现有技术的不足之处，本发明提出一种微孔中穿纤维微穿孔板及其制备 方法，提出微孔中穿入纤维的微穿孔板结构。获得较MPP更加宽的吸声频带，和更高的吸声 系数。本发明的思想在于技术方案一种微孔中穿纤维微穿孔板，其特征在于在微穿孔板中的缝隙中设有上下穿行 排布的纤维丝。所述微穿孔板上设有若干直通孔，所述孔直径为0. Imm 10mm。所述微穿孔板为平板或曲面板，厚度为0. Imm 50mm。所述微穿孔板为多层叠加或多层复合。所述纤维丝直径为微米级 毫米级。所述纤维的排布为连续或非连续排列。
一种制备微孔中穿纤维微穿孔板的方法，其特征在于步骤如下步骤1 选择平板或曲面板，制备成厚度为1 500毫米的微穿孔板；步骤2 将1 100微米的纤维丝按照上下顺序穿入微穿孔板的缝隙中，纤维丝排 布为连续或非连续排列，纤维丝穿入率为 100%。所述微穿孔板上设有若干0. Imm IOmm的直通孔，1 100微米的纤维丝按照上 下顺序穿入直通孔，纤维丝排布为连续或非连续排列，纤维丝穿入率为 100%。有益效果本发明提出的微孔中穿纤维微穿孔板及其制备方法，当在微孔中穿入纤维后，声 波通过微孔时，声波引起空气媒质与壁面的摩擦大为增加，在微穿孔板表面，声波能引起纤 维产生振动，使声波更容易导入微孔中。声波进入微孔后，引起纤维对媒质(空气)的相 对运动[5]，也能摩擦损耗掉一部分声能。(2)纤维占据一部分微孔的面积，使微孔孔径d减
少。根据声阻抗公式『=可知，穿孔率不变而孔径减少，声阻r增加，吸声系数降低，
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但吸声频带加宽[1]。其中，彖=l + - +￥f，P为穿孔率，t为微穿孔板厚度，d为孔
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径，k为穿孔板常数。(3)纤维对声波粒子的散射引起的附加能量耗散，也能消耗一部分声
能量°普通微穿孔板的微孔是毫米级直通孔，当声波入射时，主要引起孔中空气介质与 壁面的摩擦而消耗声能，故声阻较穿纤维微穿孔板的小，并且无法调节。而穿纤维微穿孔板 的声阻是可以调节的。综合而言，适量的穿入羊毛纤维可以提高声阻，拓宽吸声频带，同时 可以提高共振吸声系数。


图1 现有技术的微穿孔板图2 本发明提供的微孔中穿纤维的微穿孔板图3 实施例2微穿孔板与穿纤维微穿孔板的吸声特性图4 实施例3微穿孔板与穿纤维微穿孔板的吸声特性
具体实施例方式现结合实施例、附图对本发明作进一步描述实施例1 首先，选择普通板才，可以是平板或曲面板，材质不限，厚度为1 500毫米，穿以 毫米级微孔，制备成微穿孔板。然后，在微穿孔板的微孔中穿入纤维，纤维直径从1 100 微米范围内，纤维穿入率从 100%，纤维穿入量从 100%，纤维材质不限。这样 就制备出了穿纤维微穿孔板。它的应用仍然与普通微穿孔板一样，其后需要留有一定的空 气层作为共振腔。当声波进入普通微穿孔板微孔，引起孔中空气媒质与孔内表面的摩擦而消耗一部 分声能，声波进入后空腔，可以引起空气层的共振而消耗声能，起到吸声作用。实施例2:
(1)基板的制备取环氧树脂128和固化剂593，按比例为100 22 ；搅拌均勻后，放入真空干燥箱
中抽真空，去除气泡；将抽完真空的材料放到冰水中进行冷却，约15分钟；将冷却好的材料倒入模具中进行浇注；常温固化24小时；脱模取出材料即可。基板的材质也不限，可以选择任何材料。(2)穿纤维微穿孔板的制备将(1)得到的环氧树脂基板制成微穿孔板，参数为板厚度4mm，孔径1mm，穿孔率7%，制成微穿孔板。穿入羊毛纤维，穿入率 66. 6%。实施例3:方法同实施例2。穿纤维微穿孔板参数如下板厚度2mm，孔径1mm，穿孔率6%，穿入羊毛纤维，穿入率100%。本发明制备的穿纤维微穿孔板的测量方法为用阻抗管法对样品进行吸声系数测 量，吸声系数测试仪器为丹麦B&K公司制造的4206型阻抗管、功率放大器、Pulse3560C采 集前端等组成的系统。测量范围100Hz 1600Hz。测量结果实施例2的测量结果如图3所示。在100 1600Hz范围内，穿纤维微穿孔板的吸声曲线完全包罗了不穿纤维的微穿 孔板。可以看出，穿入纤维后，吸声系数大于0.5时，下限频率= 436Hz，上限频率& = 1538Hz，宽度J^f1 = 1102Hz ；平均吸声系数(1/3倍频程上的吸声系数)0. 4662。普通微 穿孔板(没穿入纤维)，吸声系数大于0. 5时下限频率= 744Hz，上限频率f2 = 1220Hz, 宽度为f2_f\ = 476Hz ；平均吸声系数(1/3倍频程上的吸声系数).0. 2477。可以看出，穿纤维微穿孔板的吸声性能明显优于普通微穿孔板。实施例3的测量结果如图4所示。可以看出，在100 1600Hz范围内，穿纤维微穿孔板的吸声曲线完全包罗了不穿 纤维的微穿孔板。穿入纤维后，吸声系数大于0. 5时，下限频率f\ = 470Hz，上限频率&远 大于1600Hz，宽度大于1130Hz ；平均吸声系数(1/3倍频程上的吸声系数)0. 4931。普通微 穿孔板(没穿入纤维)，吸声系数大于0. 5时，下限频率= 966Hz，上限频率f2 = 1422Hz, 宽度为f2_f\ = 456Hz ；平均吸声系数(1/3倍频程上的吸声系数):0. 2156。因此，穿纤维微穿孔板的吸声性能大大优于普通微穿孔板。穿纤维微穿孔板的使用与普通微穿孔板一样，即穿纤维微穿孔板作为面板，其后 留一定的空气层，构成吸声体。另外，穿纤维微穿孔板可以进行组合使用，如多块板的叠加 和组成空中吸声体等。
权利要求
一种微孔中穿纤维微穿孔板，其特征在于在微穿孔板中的缝隙中设有上下穿行排布的纤维丝。
2.根据权利要求1所述的微孔中穿纤维微穿孔板，其特征在于所述微穿孔板上设有 若干直通孔，所述孔直径为0. Imm 10mm。
3.根据权利要求1所述的微孔中穿纤维微穿孔板，其特征在于所述微穿孔板为平板 或曲面板，厚度为0. Imm 50mm。
4.根据权利要求3所述的微孔中穿纤维微穿孔板，其特征在于所述微穿孔板为多层 叠加或多层复合。
5.根据权利要求1所述的微孔中穿纤维微穿孔板，其特征在于所述纤维丝直径为微 米级 毫米级。
6.根据权利要求1所述的微孔中穿纤维微穿孔板，其特征在于所述纤维的排布为连 续或非连续排列。
7.一种制备权利要求1 6所述任一种微孔中穿纤维微穿孔板的方法，其特征在于步 骤如下步骤1 选择平板或曲面板，制备成厚度为1 500毫米的微穿孔板；步骤2 将1 100微米的纤维丝按照上下顺序穿入微穿孔板的缝隙中，纤维丝排布为 连续或非连续排列，纤维丝穿入率为 100%。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于所述微穿孔板上设有若干0.Imm IOmm 的直通孔，1 100微米的纤维丝按照上下顺序穿入直通孔，纤维丝排布为连续或非连续排 列，纤维丝穿入率为 100%。
全文摘要
本发明涉及一种微孔中穿纤维微穿孔板及其制备方法，其特征在于在微穿孔板中的缝隙中设有上下穿行排布的纤维丝。所述微穿孔板上设有若干直通孔，所述孔直径为0.1mm～10mm。所述微穿孔板为平板或曲面板，厚度为0.1mm～50mm。所述微穿孔板为多层叠加或多层复合。所述纤维丝直径为微米级～毫米级。所述纤维的排布为连续或非连续排列。穿纤维微穿孔板的声阻是可以调节的。综合而言，适量的穿入羊毛纤维可以提高声阻，拓宽吸声频带，同时可以提高共振吸声系数。
文档编号G10K11/168GK101916563SQ20101019149
公开日2010年12月15日 申请日期2010年6月3日 优先权日2010年6月3日
发明者徐颖 申请人:西北工业大学