一、多孔材料吸声机理

　　声波入射到多孔材料表面时产生吸声现象。当声波入射到材料表面时，一部分在材料表面上反射，一部分则透射到材料内部向前传播。在传播过程中，引起小孔或间隙中的空气运动，同形成孔壁的固体筋络发生摩擦，由于黏滞性和热传导效应将声能转变为热能而耗散掉。声波在刚性壁反射后，经过材料回到其表面时，一部分声波透射回空气中，一部分又反射回材料内部。

　　声波的这样反复传播运动过程，就是能量不断转换耗散的过程，如此反复，直至平衡。这样，材料就吸收了一定百分比的入射声能，这个百分比数值即是我们前面所讲的吸声系数。

　　在整个能量转换的过程中，主要是黏滞性和热传导效应在起作用。黏滞性摩擦，使声能转换为热能，使得微观局部温度上升，而热传导效应则及时地把温度上升的热量传走，为黏滞性进一步转变声能为热能创造条件。两种效应的相互作用，使得多孔材料有效地耗散了入射声能，这也就是多孔材料吸声的机理所在。

　　二、多孔材料的应用及其影响吸声性能的因素

　　理论和试验两方面都表明，对多孔吸声材料采用不同的处理方法，例如，改变其密度、厚度等都可以影响材料的吸声特性。同样，不同的环境条件，例如，温度、湿度和变化也可能改变材料的吸声特性。其中主要的影响因素有材料厚度、密度、背后空气层、护面层、材料表面处理、温度和湿度等。

　　（1）材料厚度的影响

　　大多数多孔吸声材料的吸声系数是随着频率的增加而增加，中、高频区域的吸声性能一般要优于低频区域。当材料厚度增加时，高频区域的吸声系数没有增加而中、低频区域的吸声系数却有明显提高，扩大了材料的有效吸声频率范围。这和前面的理论分析也是一致的，即是改善低频区域吸声效果，需要增加材料厚度。在实际选用多孔材料厚度时，应主要考虑中、低频区域吸声特性。

　　（2）材料密度的影响

　　吸声材料密度的变化，也要影响到材料的吸声特性。低中频范围，容重大的，吸声系数要稍高一些；而在高频区域其结果相反，容重小的，吸声系数稍高，在其他厚度条件下做类似试验，其变化趋势也是如此。实际应用效果表明，容重过大、过小对材料的吸声特性均有不良影响。在一定的使用条件下，每种材料的容重有一个最佳值范围。

　　（3）材料背后空气层的影响

　　材料背后有无空气层，可使材料的吸声性能有比较明显的变化。材料吸声性能的比较，其变化趋势和材料增加相应厚度所引起的吸声性能的变化相近似，可以提高低、中频区域的吸声效果。

　　通常，空气层厚度为1/4波长的奇数倍时，相应的吸声系数最大；而当其厚度为1/2波长的整数倍时，吸声系数最小。在实际工程设计中，为了兼顾声学性能和安装等方面的可能性，一般空气层厚度为70-100mm，如果需要进一步增加改善低频频的吸声特性，可进一步增加空气层厚度。

　　增加材料厚度和在材料后设置空气层都可以改善材料在低、中频区域的吸声特性。

　　（4）材料护面层的影响

　　从声学角度讲，要求吸声表面具有良好的透声性。从声阻抗讲，就是希望表面上的声阻抗率接近空气的特性阻抗。

　　一般常用的护面层有金属网、穿孔板、玻璃布、塑料薄膜等。经常作为保护层使用的穿孔板，其穿孔率应大于25%，否则将对材料的吸声性能产生影响，对高频吸声的影响往往是由于护面板穿孔率不够引起的。穿孔板影响的一般趋势是使材料的吸声特性向低频区域移动，尤其是穿孔率低的薄板。

　　有时为了防潮，采用某些塑料薄膜作为护面层，这种饰面也同样影响材料的高频吸收，对吸声系数影响较大的起始频率。

　　为了减少薄膜对有效吸声频率范围的影响，应尽量选用质轻的塑料膜材料。

　　对材料表面进行粉刷或油漆处理，相当于在材料上面增加上一层高流阻的材料，使整个吸声特性变坏，特别是在高频区域。吸声性能的变化程度和粉刷或油漆的厚度、涂刷方式有关。

　　（5）温、湿度的影响

　　在高温或低温条件下使用时，因温度变化而变化的声速将导致声波波长的改变，从而使材料的吸声频率特性作相对移动，其变化趋势一般是温度提高，吸声特性向高频方向移动；温度降低，吸声特性向低频方向移动。

　　吸湿或含水对材料的吸声性能影响较大，材料孔隙内的含水量增多导致了孔隙率的降低，随着含水量的增多，首先是高频范围的吸声系数下降，当含水量继续增加，随之影响范围向低频区域扩展。

　　在湿度大的条件下使用吸声材料时，应注意选用具有一定防潮能力的材料。如防水型超细玻璃棉等。