多孔金属材料吸声性能优化分析

近年来,多孔金属材料作为一种新型材料,因其具有优良的吸声性能而越来越引起人们的关注。而在多孔金属材料一侧添加背衬是一种提高吸声性能的有效可行的方法。通过分析影响多孔金属材料吸声性能的主要因素,推导出材料的最佳厚度范围;进一步针对有无空气背衬的比较,分析其对多孔金材料吸声性能的影响。结果验证了材料背后留有空腔,能有效地提高材料的吸声性能。     

多孔泡沫金属材料的性能及其应用

多孔泡沫金属是一种在金属基体中含有一定数量、一定尺寸孔径、一定孔隙率的孔洞的金属材料.由于其结构特殊,因此具备了多方面的特殊性能。作为结构材料,它具有轻质、高比强度的特点;作为功能材料,它具有多孔、减振、阻尼、吸音、隔音、散热、吸收冲击能、电磁屏蔽等多种物理性能,因此在国内外一般工业领域及高技术领域都得到了越来越广泛的应用.本文对这种多孔泡沫金属材料的性能及其应用进行了较为全面的介绍。     

烧结金属纤维多孔材料的高温吸声性能

以烧结金属纤维多孔材料为研究对象,对其在不同温度（20～500℃）和温度梯度（-2．4℃／mm,＋4．05℃／mm）作用下的吸声性能进行了理论计算和分析．应用双传声器传递函数法原理,设计并搭建了多孔金属材料高温吸声性能实验的测试装置,对材料在不同温度点下的吸声性能进行了实验测试,初步验证了理论计算的正确性．研究表明,采用参考温度法能够较好地计算温度较低时的材料吸声性能,温度的变化对多孔金属材料表面声阻抗率具有显著影响．当存在温度梯度场作用时,应重视温度梯度对多孔金属材料总体吸声性能的影响,在一定条件下,负温度梯度可以提高材料的吸声性能,而正温度梯度可使材料吸声性能趋于降低．     

多孔金属的制备工艺及性能综述

该文综述了多孔金属材料现阶段的各种制备工艺及性能应用。制备工艺主要是从金属熔体、粉末、沉积3个方面展开论述,并根据多孔金属所具有的轻质、高强、减震、消音等特点,对其作为结构材料、功能材料在建筑、化工及医用方面的应用进行了综述。随着现代工业及科技的进步,多孔金属材料的发展逐渐向材质的合金化、复合化,孔径的微细化,制备与应用研究一体化方向发展。     

高声压激励下多孔金属材料的吸声性能数值计算

在Wilson数值方法的基础上,推导得到了多孔材料的声导纳率方程;采用标准四阶龙格库塔算法,构造了一种高声压激励下的多孔金属材料吸声性能数值计算方法.算例表明:该方法能够克服Wilson方法中计算网格长度需按照指数分布来划分的不足,采用较少的计算网格数同样能够较好地对多孔金属材料的吸声性能进行计算.研究还表明,入射波声压级的高低对多孔金属材料吸声性能有一定的影响,在无空气层的情况下,声压级对材料归一化表面声阻率的影响较大,对归一化表面声抗率的影响相对较小,而在有空气层时,高声强非线性对声抗率的影响渐趋显著.     

多孔泡沫金属的研究及其前景展望

多孔泡沫金属是一种新型功能材料。由于它具有独特的结构和性能 ,在工业中有着广泛的应用前景 ,且前景相当乐观。本文介绍了国内外多孔泡沫金属材料制备工艺及其性能的研究现状 ,并讨论了它在各个领域的应用以及发展前景。我院是国内进行泡沫金属研究较早的单位之一 ,对于泡沫金属制备工艺、成形机理进行了较为系统的研究 ,并取得了重要进展 ,在若干方面走在了国内同行的前列     

基于多孔材料的复合微穿孔板结构声学特性研究

为了拓宽普通单层微穿孔板吸声频段,进一步提高其吸声性能,本研究对基于多孔材料的复合微穿孔板吸声结构声学特征进行研究。应用声学有限元方法对复合吸声结构声场进行数值模拟,研究多孔材料的位置、厚度、流阻率及其与微穿孔板或腔壁间空气层对复合吸声结构吸声性能的影响。结果表明：相较于普通单层微穿孔板吸声结构,添加多孔材料后的复合吸声结构吸声性能显著提高;将多孔材料紧贴微穿孔板安装,或选择较厚的、流阻率较高的多孔材料,均可有效提高复合吸声结构的吸声性能;多孔材料与腔壁间空气层对改善中、低频吸声性能有良好作用;多孔材料与微穿孔板间空气层会降低高频吸声效果。     

轻盈的“发泡”铝材料

斯洛伐克科学院机械材料研究所研制出一种名为Alulight的“发泡”材料,堪称是金属材料家族的一支后起之秀。铝材经“发泡”处理之后,其质地疏松多孔,充满了空心孔隙结构,使材料的密度小至300～1000kg/m~3,不仅比相应的实体铝材轻得多,而且比水还轻。正因为“发泡”铝材具有这种物理结构,所说它成为一种集轻质(可漂浮于水面)、吸音性好、缓震效果佳、电磁兼容作用显著,且强度足够高等优异性能于一体的特殊金属材料。     

多孔材料声学参数辨识及其在城轨列车顶板隔声中的应用

针对城轨列车隧道运行车内噪声显著问题,对车体隔声薄弱的双层中空顶板结构,提出添加多孔材料的降噪结构优化。考虑到多孔材料声学参数直接测量存在困难,提出采用驻波管测试其吸声特性,然后基于声学参数辨识来确定的方法。基于传递矩阵法建立了轻量化城轨列车顶板结构隔声特性预测分析模型,计算分析3种典型多孔材料在顶板结构应用的隔声性能提高效果,调查了多孔材料厚度和安装位置对城轨列车顶板隔声性能的影响。研究结果表明:未作多孔材料降噪处理的顶板结构在315 Hz处存在显著的隔声低谷,通过多孔材料的添加应用,可有效提高该低谷隔声量和顶板整体隔声性能;多孔材料厚度越大降噪效果越好,但其随厚度并非线性变化,考虑到经济成本,采用16.5 mm效果最佳;多孔材料安装方案的影响不明显,建议将多孔材料放置在靠近铝板的任意一侧安装;相关结果可为典型的轻量化城轨列车降噪提供科学参考。     

一种新型的物理功能材料——泡沫铝

1 泡沫铝的结构及性能特点 泡沫铝是一种在铝基体中包含无数个气泡的轻质多孔金属材料,它同时兼有金属和气泡特征,是一种具有广泛应用前景的物理功能材料。1.1 主要结构特点 (1) 孔结构可调。可分为两种情况:一种是具有独立孔洞结构,分散的气泡或空心的颗粒分布在金属基体中(有人称之为海绵铝》;另一种是具     

The application of the microstructured metallic grating to light emission extraction

Microstructured metallic gratings can be used to enhance the light emission efficiency of LEDs,and the spectral radiation properties of the LEDs vary with the different metallic materials used,leading to variation of the light emission enhancement at the same wavelength for different metallic grating materials.In this paper,the finite difference time domain(FDTD) method has been used to investigate the light emission extraction enhancement of LEDs in which gratings with different metallic materials have been applied.Through analysis of the permittivity of the metals and the quality factors of the surface plasmons(SPs),we concluded that the larger the plasma frequency obtained for the metallic interband transition,then the more suitable the metals are for light emission extraction of photons with relatively short wavelengths.This is because of the abundance of free electrons in the metals with large plasma frequencies.We also found that the wavelength-dependent trends of the extraction enhancement resulting from the scattering mechanism for different metallic materials are similar to each other.For SP-induced enhancement,either the enhancement peak position or the peak value changes significantly with the different metals.     

Review of the fabrication and application of porous materials from silicon-rich industrial solid waste

Porous materials have promise as sound insulation, heat barrier, vibration attenuation, and catalysts. Most industrial solid wastes, such as tailings, coal gangue, and fly ash are rich in silicon. Additionally, a high silicon content waste is a potential raw material for the syn- thesis of silicon-based, multi-porous materials such as zeolites, mesoporous silica, glass-ceramics, and geopolymer foams. Representative sil- icon-rich industrial solid wastes (SRISWs) are the focus of this mini review of the processing and application of porous silicon materials with respect to the physical and chemical properties of the SRISW. The transformation methods of preparing porous materials from SRISWs are summarized, and their research status in micro-, meso-, and macro-scale porous materials are described. Possible problems in the application of SRISWs and in the preparation of functional porous materials are analyzed, and their development prospects are discussed. This review should provide a typical reference for the recycling and use of industrial solid wastes to develop sustainable “green materials.”     

钛纤维多孔材料孔径分布与吸声性能研究

金属纤维多孔材料是一类重要的吸声材料,采用驻波管法检测钛纤维多孔材料的空气声吸收系数,研究材料的孔隙度、纤维直径以及材料厚度等参数对吸声性能的影响,结果表明,钛纤维多孔材料具有较好的吸声性能,材料的孔隙度越高、纤维越细,材料的吸声性能越好,在材料背后设置空气层可显著改善其低频吸声性能,材料背后的空气层厚度越大,材料的低频吸声性能越好.     

爆炸载荷下多孔材料中理论初始冲击波特性

目的 研究爆炸载荷下初始孔隙度对多孔材料中初始冲击波的影响特性理论,方法 从经典爆轰理论出发,结合多孔材料冲击Ｈｕｇｏｎｉｏｔ方程,建立多孔材料中初始冲击波参数理论模型,结果 初始孔隙地多孔材料中初始冲击波影响特性的理论计算结果与实验吻合较好,结论采用理论模型可有效预估爆炸载荷下多孔材料中的初始冲击性。     

Pressure-induced amorphization and an amorphous-amorphous transition in densified porous silicon.

Crystalline and amorphous forms of silicon are the principal materials used for solid-state electronics and photovoltaics technologies. Silicon is therefore a well-studied material, although new structures and properties are still being discovered. Compression of bulk silicon, which is tetrahedrally coordinated at atmospheric pressure, results in a transition to octahedrally coordinated metallic phases. In compressed nanocrystalline Si particles, the initial diamond structure persists to higher pressure than for bulk material, before transforming to high-density crystals. Here we report compression experiments on films of porous Si, which contains nanometre-sized domains of diamond-structured material. At pressures larger than 10 GPa we observed pressure-induced amorphization. Furthermore, we find from Raman spectroscopy measurements that the high-density amorphous form obtained by this process transforms to low-density amorphous silicon upon decompression. This amorphous-amorphous transition is remarkably similar to that reported previously for water, which suggests an underlying transition between a high-density and a low-density liquid phase in supercooled Si (refs 10, 14, 15). The Si melting temperature decreases with increasing pressure, and the crystalline semiconductor melts to a metallic liquid with average coordination approximately 5 (ref. 16).     

泡沫铝的研究现状与应用展望

泡沫铝的多孔结构和金属特性使其在吸声、减震、过滤厦热交换等方面具有优异的性能。介绍了目前国内外泡沫铝的研究进展和基本制备方法，描述了泡沫铝的结构厦特殊性能，并分析了现存工艺、发泡机理及性能分析等方面问题，对泡沫铝在各个领域的应用进行了展望。     

金属材料熔点温度多个热物性的测试

通过测定固、液相界面的移动速率来确定金属及合金在熔点温度附近的导热系数、导温系数、电阻率等多个热物性参数。对于熔点温度较低的镓、伍德合金熔点热物性参数可用相变导热反问题的近似分析解求得,对于熔点温度较高的铅、锌的热物性参数可用数值计算与实验相结合的方法测定,并设计了相应的测试装置。测试所得的结果与文献数据吻合较好,误差小于15％,而且测量较简便,该方法可用于金属及合金相变条件下固、液相多个热物性的测试。图2,表1,参10。     

新型旋风分离器去除高温气体中超微粉尘

在旋风分离器的基础上,内加耐高温金属多孔材料,利用离心、过滤和吸附的综合作用,使高温含微细固体粉尘的气体得以彻底去除,选用了10μm,20～30μm,30～40μm孔径的耐腐蚀、耐高温的金属多孔材料进行了分离实验。结果表明,因微粒在多孔材料中的吸附、过滤材质和滤饼的共同作用,3种材质都可使纳米级的粉尘完全去除,总压差随使用时间的增加而增加,滤饼厚度也增加,而达到一定压差后会自然脱落,厚度不会再增加。经再生实验表明,10μm孔径的多孔材质其反吹彻底,成片脱落;20～30μm和30～40μm材质其刮落性比较突出。     

硅藻泥-草梗复合吸声材料的测试研究

以硅藻泥、草梗、氧化镁为主要原料,加入一定的辅助材料,研制出一种新型复合多孔吸声材料.分析材料的吸声原理及基本特性,采用驻波管法在200~2 000Hz频段范围内测试材料的吸声性能.结果表明,材料的吸声性能受草梗掺量、尺寸、材料的密度和厚度以及背部空腔尺寸的影响,与一般常用吸声材料的吸声系数进行比较,综合吸声性能优良.