多孔性吸聲材料的吸聲性能主要受材料的厚度、密度、流阻、孔隙率、結(jié)構(gòu)因子、材料背后的空氣層、材料表面的裝飾處理以及使用外部條件等影響,這些因素相互間又有一定的關(guān)系。
厚度對多孔吸聲材料吸聲性能有以下影響:
1.多孔性吸聲材料對中高頻吸聲效果較好,低頻吸聲效果較差。有時采用加大厚度來提高低頻吸聲效果。從理論上來說,材料厚度相當于入射聲波114波長時,在該頻率下具有最大的聲吸收。若按此條件,材料厚度往往要大于200mm,這是很不經(jīng)濟的。除非特殊需要,一般不采取加大吸聲材料厚度來提高其吸聲性能。
2.低頻吸聲性能方面隨著多孔吸聲材料厚度的增加,低頻吸聲性能會得到顯著改善。這是因為低頻聲波的波長較長,在材料中傳播時需要較長的距離才能發(fā)生充分的能量耗散。例如,對于厚度較薄的多孔吸聲材料,低頻聲波可能在未充分與材料內(nèi)部的孔隙結(jié)構(gòu)相互作用時就已經(jīng)穿透材料,導(dǎo)致低頻吸聲系數(shù)較低。
當厚度增加時,低頻聲波在材料內(nèi)部傳播的路徑變長,聲波在孔隙內(nèi)發(fā)生反射、散射以及與孔隙壁的摩擦等作用的機會增多,從而使得更多的低頻聲能轉(zhuǎn)化為熱能等其他形式的能量而被吸收。
3.高頻吸聲性能方面對于高頻吸聲性能,厚度增加也會在一定程度上提高吸聲系數(shù),但提升效果不如低頻明顯。高頻聲波的波長較短,即使材料厚度相對較小,高頻聲波也能較容易地進入材料內(nèi)部的孔隙結(jié)構(gòu)。
當多孔吸聲材料達到一定厚度后,繼續(xù)增加厚度對高頻吸聲性能的提升效果就會變得非常有限。因為高頻聲波在材料表面附近的孔隙結(jié)構(gòu)中就已經(jīng)能夠得到較為充分的能量耗散,多余的厚度并不能使高頻吸聲性能有大幅提升。
在工程應(yīng)用上,推薦多孔性吸聲材料的厚度如下:
無機礦物棉類(離心玻璃棉、超細玻璃棉、巖棉、礦棉、中級纖維棉等) 50~100mm
泡沫塑料類 25~50mm
木絲板 20~50mm
毛氈 4~5mm