[发明专利]一种可调谐的负弹性模量声学超材料

权利要求书

1.一种基于开口空心球的可调谐负弹性模量声学超材料，其结构单元为聚丙烯塑料开口空心球，基底为海绵，主要特征是通过改变开口空心球和内部的介质组分实现大幅调节谐振频率。

2.如权利要求1所述基于开口空心球的负弹性模量声学超材料，其特征是只在海绵基底中央放置1个直径为10mm，壁厚为0.5mm的开口空心球，开口孔洞直径d＝1～2.5mm，并且开口空心球的开口方向正对着声学超材料的入射面。

3.如权利要求2所述基于开口空心球的可调谐负弹性模量声学超材料，其特征是通过改变孔洞直径2.5mm的开口空心球中水的体积百分比0％～62.5％，可调节谐振频率范围大约为3300Hz～4700Hz。

4.如权利要求2所述基于开口空心球的可调谐负弹性模量声学超材料，其特征是通过在孔洞直径4mm的开口空心球中添加2mm的钢球，可使谐振频率从5230Hz红移至4900Hz。

5.如权利要求2所述基于开口空心球的可调谐负弹性模量声学超材料，其特征是通过改变孔洞直径2.5mm且内含一个2mm钢球的开口空心球中水的体积百分比0％～62.5％，可调节谐振频率范围大约为3300Hz～5000Hz。

6.如权利要求1所述基于开口空心球的可调谐负弹性模量声学超材料，其制备方法包括以下步骤：

(1)利用机械钻孔技术在直径为10mm，壁厚为0.5mm的聚苯乙烯塑料空心球一侧钻直径为2.5～4mm的孔洞；

(2)将直径为2mm的钢球添加到开口空心球中；

(3)制备直径30mm，厚25mm的海绵作为基底；

(4)把制备的开口空心球放置在海绵基底中央，在开口空心球的内部填充0～62.5vol％的水。