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【科研】金属纤维梯度多孔吸声材料

发布时间:2016-10-13

金属纤维多孔材料是近年发展起来的一种新型吸声材料,其由纤维堆叠构成的高孔隙率、孔形复杂且相互连通的孔结构在声波吸收中具有独特优势,在航空航天、船舶、武器装备、高敏电子仪表灯领域的高温、强振动、高声强、腐蚀等恶劣环境噪声控制中具有广阔的应用前景。近年来,欧美开展了用于航空发动机消声瓦等超薄高效金属纤维多孔材料的研发,并实现了生产和应用,国内在吸声降噪方面的研究不足,限制了多孔材料进一步发展。本项目在国家“973计划”等项目的支持下,在金属纤维多孔过滤材料制备技术基础上,针对空间受限条件下高声强、宽频噪声高效吸收的问题,开展高效吸声材料和隔声结构的设计和制备研究工作,取得的主要创新点为:

发明了多孔材料孔隙边界提取、数值化方法,实现了金属纤维多孔材料孔隙形貌和孔通道弯曲程度等性能参数的准确分析及复杂不规则孔隙结构的定量评价。

发明了梯度孔结构金属纤维多孔材料制备技术,设计并制备出多个声学界面,通过孔隙梯度结构优化,使材料的吸声性能显著提升。

发明了活化过渡层界面复合技术,制备出超薄高孔隙率金属纤维多孔复合结构材料,解决了有限空间内的宽频噪声处理技术难题。

本项目获国家授权专利12项。研发的金属纤维梯度多孔吸声材料对声波频率为56~6400Hz的平均吸声系数达0.8。2.5mm厚金属纤维梯度多孔复合材料的平均隔声量达22.6dB,与12mm厚石膏板相当,较阻尼橡胶与不锈钢复合结构的隔声量提高12dB;5mm厚金属纤维梯度多孔复合材料的平均隔声量达58.2dB与200mm厚混凝土墙相当,但重量仅为其1/27。

项目技术成果应用五年,已与延长石油、中石化、中国电科26所等单位签订供货或吸声降噪处理工程合同,新增经济效益5000万元。据不完全统计,石油、石化、电力及冶金化工领域对吸声降噪材料的需求约25亿元,煤炭、船舶及工程机械领域对吸声降噪材料的需求约12亿元,航空航天领域对吸声降噪的需求约5亿元,项目开发的金属纤维梯度多孔吸声材料及其成套产品解决方案市场潜力巨大。

来源:西北有色金属研究院

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