[发明专利]一种微孔中穿纤维微穿孔板及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种微孔中穿纤维微穿孔板及其制备方法，可以提高声阻，拓宽吸声频带，同时可以提高共振吸声系数。

背景技术

微穿孔板吸声体具有多频带吸声特点，结构简单，无需后空腔中添加吸声材料等优点受到广泛应用与进一步研究^[1]。微穿孔板吸声材料已应用于游泳馆、体育馆、道路声屏障等大型工程，在食品、医药、仪表、电子、航空、航天等需要避免泡沫型材料的行业也广泛应用。

微穿孔板结构如图1所示。在薄板上穿以大量的微孔，微孔孔径小于一毫米，这样就形成了微穿孔板。微穿孔板吸声体是指微穿孔板在使用时，在其后面留有一定的空气层，微孔板和其后空气层腔体构成了微穿孔板吸声体。由于微孔是毫米级，它的流阻可以和周围的空气特性阻抗匹配，形成良好的宽频带共振吸声体。吸声性能可以通过理论计算而得到^[2]。

普通孔板吸声体是由薄板上穿以大量的孔(孔径较大)或缝隙，板后留适当空气层，内填充多孔吸声材料构成。通过多孔吸声材料吸声，其吸声特性与多孔材料的性能密切相关。

可以看出微孔板吸声体由于不需在后空腔中填入吸声材料而具有结构简单，节约资源，使用方便简单并可通过理论计算获得其吸声特性等优点。但是现有技术提供的微穿孔板的缺点在于：与普通孔板吸声体比较，微穿孔板吸声体的吸声频带仍然不够宽^[3.4]，尤其对中低频率的声吸收较差。

发明内容

要解决的技术问题

为了避免现有技术的不足之处，本发明提出一种微孔中穿纤维微穿孔板及其制备方法，提出微孔中穿入纤维的微穿孔板结构。获得较MPP更加宽的吸声频带，和更高的吸声系数。

本发明的思想在于：

技术方案

一种微孔中穿纤维微穿孔板，其特征在于：在微穿孔板中的缝隙中设有上下穿行排布的纤维丝。

所述微穿孔板上设有若干直通孔，所述孔直径为0.1mm～10mm。

所述微穿孔板为平板或曲面板，厚度为0.1mm～50mm。

所述微穿孔板为多层叠加或多层复合。

所述纤维丝直径为微米级～毫米级。

所述纤维的排布为连续或非连续排列。

一种制备微孔中穿纤维微穿孔板的方法，其特征在于步骤如下：

步骤1：选择平板或曲面板，制备成厚度为1～500毫米的微穿孔板；

步骤2：将1～100微米的纤维丝按照上下顺序穿入微穿孔板的缝隙中，纤维丝排布为连续或非连续排列，纤维丝穿入率为1％～100％。

所述微穿孔板上设有若干0.1mm～10mm的直通孔，1～100微米的纤维丝按照上下顺序穿入直通孔，纤维丝排布为连续或非连续排列，纤维丝穿入率为1％～100％。

有益效果

本发明提出的微孔中穿纤维微穿孔板及其制备方法，当在微孔中穿入纤维后，声波通过微孔时，声波引起空气媒质与壁面的摩擦大为增加，在微穿孔板表面，声波能引起纤维产生振动，使声波更容易导入微孔中。声波进入微孔后，引起纤维对媒质(空气)的相对运动^[5]，也能摩擦损耗掉一部分声能。(2)纤维占据一部分微孔的面积，使微孔孔径d减少。根据声阻抗公式可知，穿孔率不变而孔径减少，声阻r增加，吸声系数降低，但吸声频带加宽^[1]。其中，p为穿孔率，t为微穿孔板厚度，d为孔径，k为穿孔板常数。(3)纤维对声波粒子的散射引起的附加能量耗散，也能消耗一部分声能量。

普通微穿孔板的微孔是毫米级直通孔，当声波入射时，主要引起孔中空气介质与壁面的摩擦而消耗声能，故声阻较穿纤维微穿孔板的小，并且无法调节。而穿纤维微穿孔板的声阻是可以调节的。综合而言，适量的穿入羊毛纤维可以提高声阻，拓宽吸声频带，同时可以提高共振吸声系数。

附图说明

图1：现有技术的微穿孔板

图2：本发明提供的微孔中穿纤维的微穿孔板

图3：实施例2微穿孔板与穿纤维微穿孔板的吸声特性

图4：实施例3微穿孔板与穿纤维微穿孔板的吸声特性

具体实施方式

现结合实施例、附图对本发明作进一步描述：

实施例1：

首先，选择普通板才，可以是平板或曲面板，材质不限，厚度为1～500毫米，穿以毫米级微孔，制备成微穿孔板。然后，在微穿孔板的微孔中穿入纤维，纤维直径从1～100微米范围内，纤维穿入率从1％～100％，纤维穿入量从1％～100％，纤维材质不限。这样就制备出了穿纤维微穿孔板。它的应用仍然与普通微穿孔板一样，其后需要留有一定的空气层作为共振腔。