聲學材料主要包括吸聲材料、隔聲材料和阻尼材料。在聲學材料的使用中，首先需要設計聲學材料的頻率作用範圍與噪聲控制對象的噪聲頻率相吻合，還需要考慮降噪對象中，能夠使用聲學材料的重量要求、厚度要求、使用溫度、濕度、環保、保溫/散熱、防腐蝕等各種要求。

01阻尼材料的作用

在工程中，常見一些動力機械的外罩、管道、船體、車體等，它們大多是金屬薄闆制成的，這些薄闆受到激振後，能輻射出強烈的噪聲。這類由金屬薄闆結構振動引起的噪聲稱為結構噪聲。

控制結構噪聲一般有三種方法：第一種是減小激勵力；其次是通過修改結構的參數，以錯開結構固有頻率和激勵力頻率；第三則是增加系統的阻尼，以抑制結構振動減小噪聲，這種措施稱為阻尼減振。相比較而言，在大多數工程實際中，阻尼減振技術是上述三種方案中最經濟、最簡單以及最有效的辦法。

粘彈性阻尼材料的主要成分是高分子化合物，通常也被稱之為高聚物或聚合物，由于它同時具有黏性液體和彈性固體的特征，故又稱之為粘彈性材料。凡是以聚合物作為基體材料的阻尼材料，習慣上稱之為粘彈性阻尼材料。

粘彈性阻尼材料是能量蓄積能力(彈性部分)和能量損耗能力(黏性部分)以不同比例結合的材料。在經受交變應力的作用時，作用到彈性成分的機械能像位能那樣存儲起來，然後再返回外界，材料表現為彈性。而作用到黏性成分的另一部分能量則不返回外界，由于材料的内耗，轉化為熱能而被耗散掉，振動的幅值随時間迅速衰減，從而起到減振作用，輻射的噪聲也因此而降低。

02吸聲材料的作用

吸聲是指聲波在介質中傳播時，聲能量産生的衰減現象。聲波在空氣傳播時，由于空氣中質點振動所産生的摩擦作用，使聲能量轉化為熱能而損耗，引起聲波随傳播距離的增加而逐漸衰減的現象稱為空氣吸聲。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構，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構稱為吸聲材料。一般而言，将吸聲系數α>0.2 的材料稱為吸聲材料，而将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構。

多孔性吸聲材料就是有很多孔隙的能吸收聲能量的材料，其主要構造特征是材料從表面到内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纖維性吸聲材料、泡沫吸聲材料和顆粒吸聲材料等。

多孔吸聲材料内部具有大量的小孔，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内部，一部分聲波在材料表面反射。透入材料内部的聲波在縫隙和小孔中傳播時，空氣運動會産生粘滞和摩擦作用，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，從而使聲能逐漸轉變成熱能所消耗，這種能量的轉變是不可逆的，因此材料就産生了吸聲作用。

另一類在工程中廣泛使用的是共振吸聲結構。結構都具有各自的共振頻率，共振吸聲結構的吸聲機理是當聲波頻率與共振吸聲結構的固有頻率相同時，發生共振。這時聲波激發結構産生振動，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。共振吸聲結構的吸聲特性呈現峰值吸聲的現象，即吸聲系數在某一頻率達到最大，離開這個頻率附近的吸聲系數逐漸降低，遠離該頻率的吸聲系數則很小。共振型吸聲結構可以在中低頻實現良好的吸聲性能。

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構和多孔吸聲材料複合的方式。

03隔聲材料的作用

隔聲是聲波傳播途徑中的一種降低噪聲方法，它的效果要比吸聲降噪明顯，所以隔聲是獲得安靜聲環境的有效措施。根據聲波傳播方式的不同，通常把隔聲分成兩類：一類是空氣聲隔聲；另一類是撞擊聲隔聲，又稱固體聲隔聲。一般把通過空氣傳播的噪聲稱為空氣聲，如飛機噪聲、汽車喇叭聲以及人們唱歌聲等。

利用牆、門、窗或屏障等隔離在空氣中傳播的聲音就叫做空氣聲隔聲。建築因機械振動中通過結構産生和傳播而來的噪聲，如樓闆上行走的腳步聲、桌椅的拖動聲、小孩蹦跳以及開關門窗時的碰撞聲等，稱為撞擊聲，又叫結構聲或固體聲。利用彈性阻尼材料進行隔振或減振的方法來隔離在結構中傳播的撞擊噪聲就叫做撞擊聲隔聲。

一般說來，建築隔聲構件的表面應該是比較堅硬密實的材料，對于入射其上的聲波具有較強的反射，使透射的聲波大大減小，從而起到隔聲作用。而吸聲材料的表面一般是多孔松軟的，對入射其上的聲波具有較強吸收和透射，使反射的聲波大大減小。這是吸聲材料和隔聲材料的主要區别。

隔聲材料如果按照使用場合分類的話，可主要分為建築用隔聲材料、隔聲器件以及産品設備内的隔聲等。對于空氣聲建築隔聲材料主要包括牆、門、窗等。這些材料由于主要用于建築隔聲用，它建成後不需要搬動，也不會對重量有較高的要求，因此這類材料一般具有較大的密度和較為經濟的成本。

而對于産品設備的隔聲材料，如乘用車、高速列車、飛機等艙室内隔聲材料，需要采用像隔聲墊一樣的隔聲材料。這些材料一般由高分子聚合物構成，由于隔聲的質量定理和這些産品的輕量化要求，因此這些隔聲墊的密度需要根據實際情況設計。

隔聲材料在實際設計和應用時，首先是要求設計噪聲頻帶範圍内隔聲量盡可能大，結構盡可能輕薄的隔聲結構；同時在實際使用中還需要考慮現場密封以及其他組合結構對整體隔聲的影響。

本文介紹了降噪項目中常用的阻尼材料、吸聲材料和隔聲材料的主要作用。在實際降噪項目中，這些材料可以以單一的形式體現，也會根據需要以複合結構作用。例如為了提升結構的隔聲，目前普遍使用隔聲-吸聲-隔聲這種三明治複合隔聲結構；而在油氣管道或者中央空調等殼體結構降噪中，也采用阻尼-吸聲-隔聲這種包裹結構。

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