專利名稱：一種微孔中穿纖維微穿孔板及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種微孔中穿纖維微穿孔板及其制備方法，可以提高聲阻，拓寬吸聲 頻帶，同時可以提高共振吸聲系數(shù)。
背景技術(shù)：
微穿孔板吸聲體具有多頻帶吸聲特點，結(jié)構(gòu)簡單，無需后空腔中添加吸聲材料等 優(yōu)點受到廣泛應(yīng)用與進(jìn)一步研究[1]。微穿孔板吸聲材料已應(yīng)用于游泳館、體育館、道路聲屏 障等大型工程，在食品、醫(yī)藥、儀表、電子、航空、航天等需要避免泡沫型材料的行業(yè)也廣泛 應(yīng)用。微穿孔板結(jié)構(gòu)如圖1所示。在薄板上穿以大量的微孔，微孔孔徑小于一毫米，這樣 就形成了微穿孔板。微穿孔板吸聲體是指微穿孔板在使用時，在其后面留有一定的空氣層， 微孔板和其后空氣層腔體構(gòu)成了微穿孔板吸聲體。由于微孔是毫米級，它的流阻可以和周 圍的空氣特性阻抗匹配，形成良好的寬頻帶共振吸聲體。吸聲性能可以通過理論計算而得
到[2]。普通孔板吸聲體是由薄板上穿以大量的孔(孔徑較大)或縫隙，板后留適當(dāng)空氣 層，內(nèi)填充多孔吸聲材料構(gòu)成。通過多孔吸聲材料吸聲，其吸聲特性與多孔材料的性能密切 相關(guān)?？梢钥闯鑫⒖装逦曮w由于不需在后空腔中填入吸聲材料而具有結(jié)構(gòu)簡單，節(jié)約 資源，使用方便簡單并可通過理論計算獲得其吸聲特性等優(yōu)點。但是現(xiàn)有技術(shù)提供的微穿 孔板的缺點在于與普通孔板吸聲體比較，微穿孔板吸聲體的吸聲頻帶仍然不夠?qū)?，?其對中低頻率的聲吸收較差。

發(fā)明內(nèi)容
要解決的技術(shù)問題為了避免現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，本發(fā)明提出一種微孔中穿纖維微穿孔板及其制備 方法，提出微孔中穿入纖維的微穿孔板結(jié)構(gòu)。獲得較MPP更加寬的吸聲頻帶，和更高的吸聲 系數(shù)。本發(fā)明的思想在于技術(shù)方案一種微孔中穿纖維微穿孔板，其特征在于在微穿孔板中的縫隙中設(shè)有上下穿行 排布的纖維絲。所述微穿孔板上設(shè)有若干直通孔，所述孔直徑為0. Imm 10mm。所述微穿孔板為平板或曲面板，厚度為0. Imm 50mm。所述微穿孔板為多層疊加或多層復(fù)合。所述纖維絲直徑為微米級 毫米級。所述纖維的排布為連續(xù)或非連續(xù)排列。
一種制備微孔中穿纖維微穿孔板的方法，其特征在于步驟如下步驟1 選擇平板或曲面板，制備成厚度為1 500毫米的微穿孔板；步驟2 將1 100微米的纖維絲按照上下順序穿入微穿孔板的縫隙中，纖維絲排 布為連續(xù)或非連續(xù)排列，纖維絲穿入率為 100%。所述微穿孔板上設(shè)有若干0. Imm IOmm的直通孔，1 100微米的纖維絲按照上 下順序穿入直通孔，纖維絲排布為連續(xù)或非連續(xù)排列，纖維絲穿入率為 100%。有益效果本發(fā)明提出的微孔中穿纖維微穿孔板及其制備方法，當(dāng)在微孔中穿入纖維后，聲 波通過微孔時，聲波引起空氣媒質(zhì)與壁面的摩擦大為增加，在微穿孔板表面，聲波能引起纖 維產(chǎn)生振動，使聲波更容易導(dǎo)入微孔中。聲波進(jìn)入微孔后，引起纖維對媒質(zhì)(空氣)的相 對運動[5]，也能摩擦損耗掉一部分聲能。(2)纖維占據(jù)一部分微孔的面積，使微孔孔徑d減
少。根據(jù)聲阻抗公式『=可知，穿孔率不變而孔徑減少，聲阻r增加，吸聲系數(shù)降低，
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但吸聲頻帶加寬[1]。其中，彖=l + - +￥f，P為穿孔率，t為微穿孔板厚度，d為孔
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徑，k為穿孔板常數(shù)。(3)纖維對聲波粒子的散射引起的附加能量耗散，也能消耗一部分聲
能量°普通微穿孔板的微孔是毫米級直通孔，當(dāng)聲波入射時，主要引起孔中空氣介質(zhì)與 壁面的摩擦而消耗聲能，故聲阻較穿纖維微穿孔板的小，并且無法調(diào)節(jié)。而穿纖維微穿孔板 的聲阻是可以調(diào)節(jié)的。綜合而言，適量的穿入羊毛纖維可以提高聲阻，拓寬吸聲頻帶，同時 可以提高共振吸聲系數(shù)。


圖1 現(xiàn)有技術(shù)的微穿孔板圖2 本發(fā)明提供的微孔中穿纖維的微穿孔板圖3 實施例2微穿孔板與穿纖維微穿孔板的吸聲特性圖4 實施例3微穿孔板與穿纖維微穿孔板的吸聲特性
具體實施例方式現(xiàn)結(jié)合實施例、附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步描述實施例1 首先，選擇普通板才，可以是平板或曲面板，材質(zhì)不限，厚度為1 500毫米，穿以 毫米級微孔，制備成微穿孔板。然后，在微穿孔板的微孔中穿入纖維，纖維直徑從1 100 微米范圍內(nèi)，纖維穿入率從 100%，纖維穿入量從 100%，纖維材質(zhì)不限。這樣 就制備出了穿纖維微穿孔板。它的應(yīng)用仍然與普通微穿孔板一樣，其后需要留有一定的空 氣層作為共振腔。當(dāng)聲波進(jìn)入普通微穿孔板微孔，引起孔中空氣媒質(zhì)與孔內(nèi)表面的摩擦而消耗一部 分聲能，聲波進(jìn)入后空腔，可以引起空氣層的共振而消耗聲能，起到吸聲作用。實施例2:
(1)基板的制備取環(huán)氧樹脂128和固化劑593，按比例為100 22 ；攪拌均勻后，放入真空干燥箱
中抽真空，去除氣泡；將抽完真空的材料放到冰水中進(jìn)行冷卻，約15分鐘；將冷卻好的材料倒入模具中進(jìn)行澆注；常溫固化24小時；脫模取出材料即可?；宓牟馁|(zhì)也不限，可以選擇任何材料。(2)穿纖維微穿孔板的制備將(1)得到的環(huán)氧樹脂基板制成微穿孔板，參數(shù)為板厚度4mm，孔徑1mm，穿孔率7%，制成微穿孔板。穿入羊毛纖維，穿入率 66. 6%。實施例3:方法同實施例2。穿纖維微穿孔板參數(shù)如下板厚度2mm，孔徑1mm，穿孔率6%，穿入羊毛纖維，穿入率100%。本發(fā)明制備的穿纖維微穿孔板的測量方法為用阻抗管法對樣品進(jìn)行吸聲系數(shù)測 量，吸聲系數(shù)測試儀器為丹麥B&K公司制造的4206型阻抗管、功率放大器、Pulse3560C采 集前端等組成的系統(tǒng)。測量范圍100Hz 1600Hz。測量結(jié)果實施例2的測量結(jié)果如圖3所示。在100 1600Hz范圍內(nèi)，穿纖維微穿孔板的吸聲曲線完全包羅了不穿纖維的微穿 孔板?？梢钥闯?，穿入纖維后，吸聲系數(shù)大于0.5時，下限頻率= 436Hz，上限頻率& = 1538Hz，寬度J^f1 = 1102Hz ；平均吸聲系數(shù)(1/3倍頻程上的吸聲系數(shù))0. 4662。普通微 穿孔板(沒穿入纖維)，吸聲系數(shù)大于0. 5時下限頻率= 744Hz，上限頻率f2 = 1220Hz, 寬度為f2_f\ = 476Hz ；平均吸聲系數(shù)(1/3倍頻程上的吸聲系數(shù)).0. 2477。可以看出，穿纖維微穿孔板的吸聲性能明顯優(yōu)于普通微穿孔板。實施例3的測量結(jié)果如圖4所示?？梢钥闯觯?00 1600Hz范圍內(nèi)，穿纖維微穿孔板的吸聲曲線完全包羅了不穿 纖維的微穿孔板。穿入纖維后，吸聲系數(shù)大于0. 5時，下限頻率f\ = 470Hz，上限頻率&遠(yuǎn) 大于1600Hz，寬度大于1130Hz ；平均吸聲系數(shù)(1/3倍頻程上的吸聲系數(shù))0. 4931。普通微 穿孔板(沒穿入纖維)，吸聲系數(shù)大于0. 5時，下限頻率= 966Hz，上限頻率f2 = 1422Hz, 寬度為f2_f\ = 456Hz ；平均吸聲系數(shù)(1/3倍頻程上的吸聲系數(shù)):0. 2156。因此，穿纖維微穿孔板的吸聲性能大大優(yōu)于普通微穿孔板。穿纖維微穿孔板的使用與普通微穿孔板一樣，即穿纖維微穿孔板作為面板，其后 留一定的空氣層，構(gòu)成吸聲體。另外，穿纖維微穿孔板可以進(jìn)行組合使用，如多塊板的疊加 和組成空中吸聲體等。
權(quán)利要求
一種微孔中穿纖維微穿孔板，其特征在于在微穿孔板中的縫隙中設(shè)有上下穿行排布的纖維絲。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微孔中穿纖維微穿孔板，其特征在于所述微穿孔板上設(shè)有 若干直通孔，所述孔直徑為0. Imm 10mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微孔中穿纖維微穿孔板，其特征在于所述微穿孔板為平板 或曲面板，厚度為0. Imm 50mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的微孔中穿纖維微穿孔板，其特征在于所述微穿孔板為多層 疊加或多層復(fù)合。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微孔中穿纖維微穿孔板，其特征在于所述纖維絲直徑為微 米級 毫米級。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微孔中穿纖維微穿孔板，其特征在于所述纖維的排布為連 續(xù)或非連續(xù)排列。
7.一種制備權(quán)利要求1 6所述任一種微孔中穿纖維微穿孔板的方法，其特征在于步 驟如下步驟1 選擇平板或曲面板，制備成厚度為1 500毫米的微穿孔板；步驟2 將1 100微米的纖維絲按照上下順序穿入微穿孔板的縫隙中，纖維絲排布為 連續(xù)或非連續(xù)排列，纖維絲穿入率為 100%。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于所述微穿孔板上設(shè)有若干0.Imm IOmm 的直通孔，1 100微米的纖維絲按照上下順序穿入直通孔，纖維絲排布為連續(xù)或非連續(xù)排 列，纖維絲穿入率為 100%。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種微孔中穿纖維微穿孔板及其制備方法，其特征在于在微穿孔板中的縫隙中設(shè)有上下穿行排布的纖維絲。所述微穿孔板上設(shè)有若干直通孔，所述孔直徑為0.1mm～10mm。所述微穿孔板為平板或曲面板，厚度為0.1mm～50mm。所述微穿孔板為多層疊加或多層復(fù)合。所述纖維絲直徑為微米級～毫米級。所述纖維的排布為連續(xù)或非連續(xù)排列。穿纖維微穿孔板的聲阻是可以調(diào)節(jié)的。綜合而言，適量的穿入羊毛纖維可以提高聲阻，拓寬吸聲頻帶，同時可以提高共振吸聲系數(shù)。
文檔編號G10K11/168GK101916563SQ20101019149
公開日2010年12月15日 申請日期2010年6月3日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月3日
發(fā)明者徐穎 申請人:西北工業(yè)大學(xué)