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[产品应用]气凝胶超级隔音、吸音性能及应用-气凝胶品牌为你呈现

时间:2020-10-23     作者:气凝胶,气凝胶毡价格,环保气凝胶毡厂家【转载】   来自:中国气凝胶公众号

导语:

气凝胶因其气纳米孔结构,平均空间一般为30~50nm,而空气分子运动的平均自由程为70nm,气孔内的空气分子就失去了自由流动的能力,相对地附着在气孔壁上,这时材料处于近似真空状态,即声音失去传播的介质可振动的空气,由此气凝胶成为超级隔音材料。据报道,10mm厚度隔声量可达44db,相当于100mm厚混凝土。



气凝胶的声学特性

吸声材料要求材料内部充满孔隙,并且孔隙是互相连通且与表面相通的。当声波入射到材料表面时,一部分在材料表面被反射,另一部分则透入到材料内部向前传播。声波在传播过程中,其产生的振动引起小孔或间隙内的空气运动,造成和孔壁的摩擦,紧靠孔壁和纤维表面的空气受孔壁的影响不易流动,由于摩擦和粘滞力的作用,使相当一部分声能转化为热能。

气凝胶内部充满了两端开放并与表面相通的纳米孔,其高达600~1000m2/g的比表面积说明了其中包含孔的数量之多,因此声音在其中传播时,声能将被其大量存在的孔壁大大消耗,这使得气凝胶平均吸声系数≥0.80(125-4000Hz频率范围),具有比普通多孔材料高数十倍的吸声效果。另外气凝胶热稳定性非常好,耐腐蚀,且经过表面处理的气凝胶疏水,这使其在极端高温及恶劣腐蚀环境下仍具有良好的吸声性能。目前使用的普通吸声材料如玻璃棉、矿物棉、岩棉等,吸声效率不高,且性能不稳定。气凝胶作为一种新型吸声材料,不但吸声效果更好,且超轻质,无污染,它的用途将非常广泛,尤其在航空航天方面由于其轻质的特点,将成为吸声材料的首选。此外,还可将气凝胶材料用做建筑的吸声材料,有优良的隔音效果。

大部分人想不到的是作为多孔吸声材料气凝胶同时还是超级隔音材料。材料吸声和材料隔声的区别在于,材料的吸声着眼于声源一侧反射声能的大小,目标是反射声能要小。材料隔声着眼于入射声源另一侧的透射声能的大小,目标是透射声能要小。吸声材料对入射声能的衰减吸收,一般只有十分之几,因此,其吸声能力即吸声系数可以用小数表示;而隔声材料可使透射声能衰减到入射声能的10-3~10-4或更小,为方便表达,其隔声量用分贝的计量方法表示。 传统的认识是,对于隔声材料,要减弱透射声能,阻挡声音的传播,就不能如同吸声材料那样多孔、疏松、透气,相反它的材质应该是重而密实的,如钢板、铅板、砖墙等一类材料。隔声材料材质的要求是密实无孔隙或缝隙;有较大的重量。由于这类隔声材料密实,难于吸收和透过声能而反射能强,所以它的吸声性能差。而气凝胶材料出现完全颠覆了这一认识。气凝胶因其气纳米孔结构,平均空间一般为30~50nm,而空气分子运动的平均自由程为70nm,气孔内的空气分子就失去了自由流动的能力,相对地附着在气孔壁上,这时材料处于近似真空状态,即声音失去传播的介质可振动的空气,由此气凝胶成为超级隔音材料。据报道,10mm厚度隔声量可达44db,相当于100mm厚混凝土。

气凝胶的声学应用

由于气凝胶的密度可以通过改变制备条件对其进行控制,因此使得声阻亦可调。这一特性使得气凝胶可作为声阻耦合材料,如作为压电陶瓷与空气的声阻耦合材料。压电陶瓷具有极高的声阻,空气则具有极低的声阻,阻抗在二者之间某个值的材料能够匹配声学阻抗。用SiO2气凝胶耦合高声阻的压电陶瓷和低声阻的空气,Krauss等报道这一耦合结果使声强提高43.5dB。

水声反声材料是指声波由水中入射到材料层上能无损耗地全部反射出去的材料。在潜艇上构成声纳设备声学系统的材料中,水声反声材料是非常重要的,它可以使声纳单方向工作,消除非探测方向来的假目标信号的干扰,同时隔离装备体自身噪声,提高声纳的信噪比和增益。特性阻抗与水的特性阻抗严重失配的材料可用作水声反声材料。常压下空气的密度和声速都远远小于水的密度和声速,空气的特性阻抗将比水小得多,与水阻抗失配严重,因此含有大量空气的材料可作为常压水中的反声材料。气凝胶高孔隙率且超轻质的特点使其成为最佳的水声反声材料,既具有良好的水声反声效果,又不增加潜艇的重量。


圣诺节能根据相关资料整理


这是持续更新的气凝胶系列产品应用介绍的汇总目录,回复文章前编号数字可以阅读相应的详细介绍。



[301] 气凝胶超级绝热性能详细介绍;

[302] 气凝胶超级绝热材料在工业领域的应用;

[303] 气凝胶超级绝热材料在建筑领域的应用;

[304] 气凝胶超级隔音吸音性能及其应用;

[305] 气凝胶超级防爆性能及其应用;

[306] 气凝胶催化特性及其应用

[307] 气凝胶吸附特性及应用

[308] 气凝胶光学特性及应用

[309] 气凝胶电学特性及应用

[310] 气凝胶力学性能及应用

[311] 气凝胶电化学性能及应用


目前已经更新到304,后续文章将陆续更新。

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