公海堵船710

您的位置:公海堵船710 > 气凝胶展厅 > 气凝胶特性 >

气凝胶的声学性质及应用

气凝胶的低声速特性,使其成为一种理想的声学延迟或高效隔音材料。

所有的吸声材料内部都应充满孔隙,并且孔隙是互相连通且与表面相通的。于是,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1000m2/g的比表面积说明,其包含孔的数量非常之多,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。而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,其用途将非常广泛。

由于气凝胶的密度可以通过改变制备条件进行控制,因此其声阻性能可调可变。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,据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。

XML 地图 | Sitemap 地图