梯度纤维多孔材料的吸声特性及结构优化

利用金属纤维为原料,制成内部具有梯度孔结构的金属纤维多孔吸声材料。梯度孔结构可分为孔隙度梯度和丝径梯度,分别研究了这2种梯度结构的吸声特性。结果表明,厚度在6~30 mm范围内时,孔隙度梯度结构按照孔隙度从大到小的顺序排列有利于提高全频的吸声性能;厚度为3 mm时,孔隙度梯度结构的排列顺序对吸声性能的影响规律恰好相反;丝径梯度结构的吸声特点是当厚度为3 mm时,细丝径纤维多孔材料在前,全频吸声性能较好;当厚度≥15mm时,粗丝径纤维多孔材料在前,全频吸声性能好;厚度在3~15 mm之间,2种排列方式的丝径梯度结构的吸声-频率曲线存在一个交点,随着厚度的增加,该交点逐渐向低频方向移动。     

烧结FeCrAl纤维多孔材料的吸声特性

采用Φ20 μm FeCrAl纤维制备纤维多孔材料,孔隙度大于85%.在常声压与高声压条件下分别对烧结FeCrAl纤维多孔材料进行吸声性能检测.结果表明,在常声压下,材料的吸声特性随孔隙度的增加而提高,但是对于高频的吸收,孔隙度过高或过低都不利于吸收.厚度越大,材料的吸声性能越好.增加空腔可以提高材料在低频的吸声性能;在高声压条件下(100～140 dB),该材料的吸声特性不随声压级的变化而变化,各参数对吸声性能的影响规律与在常声压条件下的规律一致.频率在2.5～6.4 kHz之间,声压级为120 dB条件下,孔隙度为94%、20 mm厚的FeCrAl纤维多孔材料吸声系数达到90%.     

不锈钢纤维多孔材料的吸声性能

采用不锈钢纤维为原料制备不同孔隙性能的纤维多孔材料，采用驻波管法检测该纤维多孔材料的空气声吸收系数，研究材料的孔隙度、纤维直径以及材料厚度等参数对吸声性能的影响，同时研究在材料背后设置空气层以及空气层厚度对材料吸声性能的影响关系。结果表明：实验采用的不锈钢纤维多孔材料具有较好的吸声性能，材料的孔隙度越高、厚度越大、纤维越细，材料的吸声性能越好，在材料背后设置空气层可显著改善其低频吸声性能，材料背后的空气层厚度越大，材料的低频吸声性能越好。     

孔结构对不锈钢纤维多孔材料吸声性能的影响

本文设计两种不锈钢纤维多孔材料的铺制方法：平行铺制和直立铺制,通过控制铺制方法、长径比和烧结工艺得到具有不同孔结构的不锈钢纤维多孔材料,对具有不同孔结构的不锈钢纤维多孔材料的吸声性能进行分析,结果表明,长径比为5000的不锈钢纤维多孔材料的性价比最高;当材料厚度≤15mm时,平行铺制的纤维多孔材料较直立铺制的吸声性能好;当材料厚度＞15mm时,铺制方法的影响不显著;烧结结点数量的多少对不锈钢纤维多孔材料吸声性能贡献不大。     

金属纤维多孔材料的吸声性能

采用松装、压制、定位3种烧结方式制备了厚度为1~30 mm的不锈钢纤维多孔材料,采用丹麦BK公司的双传声器阻抗管测试吸声系数,系统研究了孔隙度和丝径对吸声性能的影响规律。结果表明:在不同厚度条件下,孔隙度有着不同的最佳范围值,如1~3 mm时,孔隙度在80%~85%的范围内,5 mm时,孔隙度在85%~90%的范围内,10~15 mm时,孔隙度在90%~94%范围内全频吸声性能较好,随着厚度的增加,这个最佳范围值随之增大;在厚度≤mm时,材料的丝径越细,全频吸声性能越好;当厚度在3~20 mm的范围内时,随着厚度的增加,粗丝径样品的吸声性能逐渐变好,其吸声峰值向低频移动,并且保持着高频处较好的吸声性能;当厚度220 mm时,材料的丝径越粗,全频吸声性能越好。     

不锈钢纤维多孔材料拉伸性能研究

以316L不锈钢纤维毡为原料,采用不同的烧结工艺,制备出孔隙度为70%~95%的不锈钢纤维多孔材料,研究了纤维丝径、孔隙度、烧结温度和保温时间对其拉伸性能的影响。研究表明,不锈钢纤维多孔材料的拉伸过程主要分为3个阶段:弹性阶段、塑性变形阶段和断裂阶段。纤维越细,多孔材料的抗拉强度越高;随着孔隙度的增加,多孔材料的抗拉强度逐渐降低;提高烧结温度或延长保温时间,均会提高多孔材料的抗拉强度。     

超薄金属纤维复合膜材料的低频吸声性能

本文针对限域空间（≤5mm）噪声防护对超薄吸声结构的重大需求，以不锈钢纤维毡为原料，利用低温烧结技术制备了由不锈钢纤维多孔材料和金属薄膜组成的复合膜材料。利用B&K声学测试平台对复合膜材料进行频率范围在50~1000Hz之间吸声系数的测试，分析了结构参数对复合膜材料吸声性能的影响规律。结果表明，通过分别研究金属纤维多孔材料的孔结构（孔径、丝径、烧结结点）及金属薄膜的层数对复合膜材料吸声性能的影响规律，发现在频率为50~1000Hz的范围内，超薄复合膜材料的最优结构为金属纤维多孔材料按照细丝径、小孔面向声源，粗丝径、大孔在后的顺序排列，材料内部复合铜箔可有效提高材料在低频处的吸声性能。     

金属纤维多孔材料吸声性能研究现状

简要描述了金属纤维多孔材料的吸声原理及其应用领域,重点阐述了材料厚度、材料结构、金属纤维直径、孔隙度等因素对其吸声性能的影响规律。指出要深入系统研究各因素对吸声性能影响程度的优先次序,为制备具有良好吸声性能的金属纤维多孔材料提供理论支持和技术指导。     

不锈钢纤维增强的不锈钢多孔材料的制备和力学性能

研究了烧结温度和时间对不同量不锈钢纤维增强的不锈钢多孔材料性能的影响。实验结果表明：提高烧结温度、延长烧结时间以及增加不锈钢纤维的含量均能使该材料的力学性能得以改善；开口孔隙度及渗透系数随纤维含量的增加而降低。     

铜纤维多孔表面孔结构对池沸腾换热性能的影响

本文分别以30 μm、50 μm、100 μm和160 μm四种直径的紫铜纤维毡与紫铜基板构成的多孔材料为研究对象,针对紫铜纤维毡孔隙度分别为90%、80%和75%下,四种直径的纤维多孔材料池沸腾换热性能进行了检测,并与紫铜基板池沸腾换热性能进行对比。研究结果表明：紫铜纤维多孔材料具有良好的强化池沸腾换热性能,当过热度ΔT <20oC时,紫铜纤维多孔材料换热性能是紫铜基板换热性能的2~5倍;当紫铜纤维毡孔隙度为90%时,多孔材料的换热性能随着纤维直径的减小而增强;当纤维直径为160μm时,多孔材料的换热性能随着纤维毡孔隙度的减小而增强。紫铜纤维多孔材料池沸腾换热性能受多孔材料内部汽化核心数目、汽泡溢出阻力和毛细吸力等多种因素的影响。因此,在不同的工作条件下,纤维多孔材料具有不同的最佳孔结构参数。