تطوير مواد امتصاص الصوت المسامية

1. تاريخ مواد امتصاص الصوت

لقد أدرك البشر منذ فترة طويلة أن الأقمشة يمكن أن تحجب الصوت بشكل فعال ، لذلك من عصور ما قبل التاريخ إلى مصر وحتى العصر الروماني ، كان الناس يستخدمون الأقمشة والقصب والتبن وما إلى ذلك - كمواد لامتصاص الصوت للتخلص من الصدى ومقاومة الضوضاء ، مما يؤدي إلى يشعر الناس براحة أكبر. هذه المواد عبارة عن مواد ألياف عضوية بشكل أساسي ، والفجوات الصغيرة بينها تجعلها مواد تمتص الصوت الطبيعي - والمواد الممتصة للألياف العضوية - لا تزال تلعب دورها حتى يومنا هذا.

في العصور القديمة ، حققت العديد من البلدان والشعوب إنجازات كبيرة في مجال البحث الصوتي وتراكمت الكثير من الخبرة ، ولكن البحث عن مواد امتصاص الصوت - كان دائمًا محدودًا. يرتبط البحث العلمي حول مواد امتصاص الصوت - ارتباطًا وثيقًا بنظرية التصميم الصوتي الداخلي. أخيرًا ، في عام 1898 ، أسس WC Sabin نظرية الصدى ، وأشار إلى أن امتصاص الصوت يلعب دورًا حاسمًا في ارتداد الصدى في الغرفة ، وقد دخل تطوير مواد امتصاص الصوت - حقبة جديدة.

من عام 1910 إلى عام 1915 ، عمل مع الشركة ، حيث طور أولاً فخارًا مساميًا ، ثم طوبًا مساميًا لكنيسة سانت توماس وكنيسة ريفرسايد في نيويورك. من أجل "زيادة نعومة وثراء صوت الأرغن" ، اقترح استخدام لباد بسماكة 1 {3} بوصة وألواح سلكية متباعدة 1/4 بوصة في غرفة الموسيقى ؛ لامتصاص الترددات المنخفضة ، اقترح استخدام بطانة داخلية رقيقة جدًا من الخشب بسماكة 1 بوصة. يمكن القول أنه وضع الأساس لأبحاث الصوتيات للغرف الحديثة.

بدأ علم الصوتيات في بلدي في عام 1929. بعد أن أسس الأستاذ ما دايو مختبر أبحاث الصوتيات في عام 1957 ، أحرزت أبحاث الصوتيات في بلدي تقدمًا كبيرًا. تحت قيادة البروفيسور ما دايو ، اقترحت بلادي نظرية الجسم الذي يمتص - الصوت المثقوب - ، كما طورت - كاتم صوت بفتحة صغيرة لتقليل ضوضاء تدفق الهواء بشكل فعال. وأنشأ قانون ضغط ضوضاء تدفق الهواء. لقد أرسى أساسًا متينًا لتطوير الصوتيات في بلدي.

في الخمسينيات من القرن الماضي ، بدأ الناس في دراسة علم نفس الصوت. من تأثير Haas في عام 1951 ، السمع بكلتا الأذنين في أواخر الستينيات

من المفهوم والمؤشرات مثل الوضوح ومعامل الارتباط بكلتا الأذنين IACC المقترح في السبعينيات ، توفر هذه النظريات دعمًا نظريًا موثوقًا للترتيب الدقيق - للمواد الممتصة للصوت. خلال هذه الفترة ، بدأ البحث عن المواد الممتصة للصوت - في العمق والدقة -. تتضمن دراسة مواد امتصاص الصوت أيضًا خصائص أخرى إلى جانب الأداء الصوتي. أصبحت عوامل مثل الخصائص الميكانيكية والحرارية والبصرية للمواد ، ومقاومة الرطوبة ، ومقاومة الحريق ، والصيانة ، والتأثيرات الإنشائية والفنية للمواد ، واختيار وتركيب مواد امتصاص الصوت أكثر دقة بشكل تدريجي. في تصميم المسرح ، تتم دراسة الجمهور أيضًا بالتفصيل كممتص صوت كبير.

وفقًا لخصائص الصوت للمواد السائبة والمسامية ، ابتكر الأشخاص مواد تمتص الصوت - ، وهي مواد تمتص الصوت المسامي -. المواد المسامية هي مواد امتصاص الصوت - الأكثر استخدامًا في الوقت الحالي. تشمل أنواعه مواد ماصة للصوت الليفي العضوي وغير العضوي المسامي -. المواد ، الرغوة - مثل الصوت المسامي - المواد الممتصة ، والمواد الحبيبية المسامية - التي تمتص المواد ، وما إلى ذلك. مع تطور وابتكار الصوتيات والتكنولوجيا ، أصبح البحث المخصص للعاملين في مجال الصوتيات و تطوير السوق ، سيكون هناك مواد جديدة لامتصاص الصوت المسامي -. في الوقت الحالي ، تُستخدم مواد امتصاص الصوت المسامية - على نطاق واسع في قاعات المؤتمرات وقاعات الحفلات الموسيقية وقاعات المحاضرات والمباني الأخرى ذات المتطلبات الصوتية العالية.

2. مبدأ امتصاص الصوت المسامية

ما يسمى - مادة امتصاص الصوت المسامي - هو أن هذا النوع من المواد يتكون من أضلاع صلبة ومسام دقيقة أو فجوات. تحتوي مواد امتصاص الصوت المسامية - على عدد كبير من المسام الدقيقة أو الفجوات المترابطة ، وتكون المسام صغيرة وموزعة بالتساوي داخل المادة ، وتفتح للخارج وتتعمق في داخل المادة. آلية امتصاص الصوت هي أنه عندما تسقط الموجة الصوتية على سطح المادة ، ينعكس جزء منها على سطح المادة ، والجزء الآخر يخترق داخل المادة وينتشر للأمام. يحدث الاحتكاك على الضلع أو جدار الثقب ، ويتم تحويل الطاقة الصوتية إلى طاقة حرارية وتبدد بسبب اللزوجة وتأثير التوصيل الحراري. بعد أن تنعكس الموجة الصوتية على الجدار الصلب ، عندما تمر عبر المادة وتعود إلى السطح ، ينتقل جزء من الموجة الصوتية إلى الهواء ، وينعكس جزء من الموجة الصوتية مرة أخرى في المادة. يتسبب في امتصاص المادة لبعض الطاقة الصوتية. يمكن للموجات الصوتية عالية التردد - تسريع اهتزاز جزيئات الهواء في الفجوة ، كما يتم تسريع التبادل الحراري بين الهواء وجدار الثقب. هذا يجعل المادة المسامية لها خصائص امتصاص صوت عالية التردد جيدة.

3. تصنيف المواد الماصة للصوت المسامي -

تتمتع مواد امتصاص الصوت المسامي - بتأثيرات امتصاص أفضل - للصوت وهي أكثر المواد شيوعًا في امتصاص الصوت -. في البداية ، كانت هذه المواد عبارة عن مواد عضوية بشكل أساسي مثل القنب والقطن ، وهي الآن عبارة عن صوف زجاجي وصوف صخري.

3.1 مواد الألياف

تنقسم المواد الليفية بشكل أساسي إلى مواد تمتص الصوت من الألياف العضوية - والمواد الممتصة للألياف غير العضوية - وفقًا لخصائصها الفيزيائية ومظهرها.

3.1.1 مواد الألياف العضوية

تتميز المواد الممتصة للألياف العضوية التقليدية - بخصائص امتصاص جيدة للصوت - في نطاق التردد المتوسط ​​والعالي ، وتنقسم تقريبًا إلى ألياف حيوانية وألياف نباتية. تشتمل مواد الألياف الحيوانية بشكل أساسي على سجادة من الصوف اللباد والنقي ، والتي تتميز بأداء امتصاص الصوت الجيد وتأثير الزخرفة الرائع ، ولكنها غالية الثمن ونادرًا ما تستخدم. مواد الألياف النباتية ، مثل مواد الألياف الطبيعية العضوية مثل الألواح الليفية لقصب السكر ، والألواح الليفية الخشبية ، والألواح الليفية الخشبية الأسمنتية ، ومواد الألياف الكيماوية مثل ألياف الأكريلونيتريل ، وألياف البوليستر ، والميلامين ، وما إلى ذلك ، ولكن هذه المواد لديها مقاومة ضعيفة للحريق ، ومقاومة للتآكل ، ومقاومة الرطوبة. ، التطبيق مقيد بالظروف البيئية.

3.1.2 مواد الألياف غير العضوية

تشمل مواد الألياف غير العضوية بشكل أساسي الصوف الصخري ، والصوف الزجاجي ، وصوف الخبث ، وصوف ألياف سيليكات الألومنيوم ، وما إلى ذلك ، نظرًا لأدائها الجيد في امتصاص الصوت ، ووزنها الخفيف ، وعدم وجود عثة ، وعدم وجود تعفن ، وعدم احتراق ، وعدم شيخوخة ، وما إلى ذلك ، لديهم تدريجيًا استبدلت المواد التقليدية لامتصاص الصوت بالألياف الطبيعية - وقد استخدمت على نطاق واسع في الهندسة الصوتية. ومع ذلك ، نظرًا لأن الألياف هشة وسهلة الكسر ، فإن مسحوق الألياف الناتج سوف يطير في الهواء ، وسوف يتسبب الغبار المتشكل في حكة الجلد ، وتلويث البيئة ، والتأثير على التنفس ، وهو عيبه في التطبيق. بالمقارنة مع الألياف العضوية الاصطناعية ، فإن الألياف الزجاجية والألياف الطبيعية ليست سهلة التقادم ، والتي اعتادت أن تكون ميزة لأداء مادة الألياف الزجاجية ، ولكن من منظور حماية البيئة ، ليس من السهل تحلل المادة بحيث تصبح في النهاية النفايات الصلبة. التلوث الثانوي للبيئة.

3.2 مادة رغوية

تشمل المواد الرغوية بشكل أساسي بلاستيك الأرز الرغوي ، والبلاستيك الرغوي من البولي يوريثان ، والزجاج الرغوي والخرسانة الهوائية. وفقًا لأشكال الخلايا المختلفة للمواد الرغوية ، يمكن تقسيمها إلى خلايا مغلقة وخلايا مفتوحة وخلايا شبه مفتوحة -. تسمى الرغوات الخلوية المغلقة - رغوة الخلايا المغلقة - ، وتسمى تلك التي يتم توصيلها ببعضها البعض رغوة الخلايا المفتوحة - ، والأخرى المتصلة والمغلقة هي شبه - فتح - رغوة الخلايا.

3.2.1 رغوة الخلايا المغلقة

يتم تمثيل مادة الإسفنج المعدنية ذات البنية الخلوية المغلقة - بألومنيوم رغوي خلية مغلق -. يعتبر معامل امتصاص الصوت للألومنيوم الرغوي الخلوي المغلق - منخفضًا نسبيًا ، لأنه يصعب على الموجات الصوتية الوصول إلى داخل المسام والتفاعل معها. لا يوجد سوى بعض الشقوق والمسام الصغيرة. لا يمكن استخدامه كمادة جيدة لامتصاص - الصوت.

3.2.2 رغاوي الخلية شبه المفتوحة -

يمكن تحضير رغوة الألومنيوم شبه {0}} المفتوحة - بواسطة ارتشاح ضغط مرتفع - ، وأثناء تحضيرها ، يمكن تحقيق اتصال المسام المتوقع عن طريق التحكم في معلمات التحضير.

3.2.3 رغوة مفتوحة الخلية

يمكن التحكم في شكل المسامية والمسام عن طريق التحكم في شكل وحجم الجزيئات ، ويمكن صنع مواد مسامية عالية -. نظرًا لأن مادة رغوة الخلية المفتوحة - لها بنية قناة معقدة وفراغات داخلية خشنة ، فإنها تتمتع بمقاومة عالية للتدفق ، لذلك - رغاوي الخلية المفتوحة تتمتع بمقاومة عالية للتدفق. أداء امتصاص الصوت الكلي لرغوة الألومنيوم الخلوية أفضل بكثير من أداء الخلايا المغلقة.

3.3 المواد الجسيمية

تنقسم المواد الحبيبية بشكل أساسي إلى كتل وألواح. تشمل الكتل بشكل أساسي صوت الخبث - الذي يمتص الطوب ، وصوت البيرلايت الممتد - والطوب الماص للصوت - ، والذي يستخدم غالبًا في كاتمات الصوت ذات أقسام البناء الكبيرة. يشتمل اللوح بشكل أساسي على لوح زخرفي ممتص للصوت من البيرلايت - ، وهو خفيف الوزن وغير قابل للاحتراق - ويحفظ الحرارة والعزل الحراري والقوة المنخفضة. ومع ذلك ، فإن تأثير امتصاص الصوت للمواد الحبيبية ضعيف نسبيًا ، لذلك يتم استخدامها بشكل عام في المناسبات ذات المتطلبات العالية لمقاومة الرطوبة والحماية من الحرائق.

3.4 المواد المعدنية

المواد الممتصة للصوت المسامية - التي يتم إنتاجها بمسحوق معدني كمواد خام هي مواد جديدة تمتص الصوت - ظهرت في السنوات الأخيرة ، مثل الألواح الماصة للصوت المعدني Carrom - المنتجة في اليابان. ميزتها أنها تتمتع بقوة المعدن ، ويمكن ثنيها وقطعها بأدوات بسيطة. لكن معظم هذه المواد رقيقة وتحتاج إلى الاعتماد على التجويف الموجود خلفها.

4. نظرة مستقبلية

الآن ، بعد دراسة العلاقة بين شكل سطح مادة امتصاص الصوت - ومعامل امتصاص الصوت ، ابتكر الناس مادة امتصاص إسفينية - للصوت المسامي - والتي يمكن أن تحسن امتصاص الصوت وفقدان الإرسال في نطاق معين. وقد بدأت المواد الممتصة للألياف - في إظهار حيويتها القوية بسبب رخص ثمنها ، كما بدأت المواد الممتصة - للصوت - في لعب مزاياها الدائمة في البيئات الخاصة.

من أجل استبدال المواد التي تمتص الصوت بالألياف المعدنية - والمضرة بالصحة ، طورت ألمانيا لأول مرة - لوحة مثقوبة دقيقة ، وهي بنية تمتص - صوت رنين صديق للبيئة وفعالة. لديها آفاق تطبيق واسعة في التحكم في الضوضاء في الصناعة ، خاصة في البيئات القاسية ذات درجة الحرارة العالية ، كثافة الصوت العالية أو في البيئات الخاصة ذات متطلبات النظافة العالية ، لذلك سيكون أيضًا اتجاه بحثي سيستمر في التطور في المستقبل ، خاصة التوسع في امتصاص الضوضاء. بحث حول النطاق الترددي الصوتي وضوضاء التردد المنخفضة - ، واستخدام مواد مختلفة أو - هياكل مشتقة صغيرة مثقوبة - بنية امتصاص الصوت ذات الألواح المرنة ذات الحزمة المرنة ، وتطوير {{6} }} لوحات وتركيبات مثقبة في نسب بيئية مختلفة

مثل التطبيقات في درجات الحرارة العالية وكثافة الصوت العالية والبيئات الأخرى ، لديها مجموعة واسعة من آفاق التطبيق.

مع تقدم المجتمع ، أصبح لدى الناس متطلبات أعلى وأعلى لجودة البيئة السليمة. لم تعد مادة واحدة تمتص الصوت - قادرة على تلبية متطلبات حماية البيئة وامتصاص الصوت بكفاءة - عالية. من بين النفايات الصلبة الصناعية ، يجب تقوية البحث حول تحضير المواد الممتصة للصوت - من النفايات الصلبة السائبة مثل خبث الأفران العالية ، والرماد المتطاير ، وشوائب الفحم ، وإمكانية تحضير الصوت - امتصاص المواد من خبث الصلب ، ومسحوق المخلفات ، ونفايات البناء ، وما إلى ذلك كمواد خام يجب استكشافها بشكل أكبر. ، وذلك لتحقيق - تكلفة منخفضة في التحضير والتطبيق الصناعي - لمواد امتصاص الصوت.

في المستقبل ، ستكون المواد الصوتية "الصديقة للبيئة" و "الآمنة" هي محور التنمية. إن حماية البيئة {0}} البيئية والتنمية المستدامة هما محور التجديد المعماري في القرن الجديد ، وهما أيضًا الموضوع الرئيسي للبحث العالمي في القرن الحادي والعشرين. إن إنتاج مواد تمتص الصوت - تكون غير ضارة بجسم الإنسان ، ويمكن إعادة تدويرها ، وذات كفاءة عالية لها آفاق جيدة للتطبيق. في الوقت نفسه ، يجب الانتباه أيضًا إلى التصميم الجمالي للمنتج ، بحيث تكون مادة امتصاص الصوت - عملية وتزيينية.