[发明专利]一种中频吸声材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于吸声材料技术领域，具体涉及一种中频吸声材料的制备方法。

背景技术

金属纤维多孔材料内部具有连通的孔，孔隙度最高可达95％，还具有很多的功能特性，如抗氧化、耐热腐蚀、耐气流冲击性能好、使用寿命长、易加工、孔隙度可控、既具有良好的透气性能，同时具有稳定且优良的吸收噪声的能力，在航空航天、国防等特殊环境中具有其它材料难以比拟的吸收高强度噪声性能。单层金属纤维多孔材料在高频处具有较好的吸声性能，随着厚度的增加材料的吸声峰值向中低频移动，但高频处的吸声系数有所下降。为提高材料能够在全频范围内的吸声性能，采用具有梯度孔的金属纤维多孔材料，该材料能够在较宽的频带范围内保持稳定的吸声性能，但是中频处的吸声性能依然很差，加之有些使用环境对材料厚度的要求很严格，只允许使用毫米级厚度的材料做吸声降噪处理，这就使金属纤维多孔材料的吸声性能无法正常发挥。如何提高金属纤维多孔材料的中频吸声性能一直是本领域的技术难题，目前单独靠改变多孔材料的自身结构参数是无法实现的。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种中频吸声材料的制备方法。利用该方法制备的吸声材料在频率为700Hz～1000Hz条件下的平均吸声系数为0.35～0.5，吸声性能优良，可广泛应用于具有中频吸声要求的精密电子元器件领域或其他消声场所。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种中频吸声材料的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤一、将铜粉和聚乙烯醇水溶液混合均匀，得到浆料，然后将所述浆料均匀涂覆于铜箔的上下表面；

步骤二、选取多层不锈钢纤维多孔材料，每层所述不锈钢纤维多孔材料的最大孔径D_max均不相同，所述D_max满足：其中d为不锈钢纤维多孔材料中不锈钢纤维的丝径，ε为不锈钢纤维多孔材料的孔隙率，D_max和d的单位均为μm；

步骤三、将步骤二中所选取的不锈钢纤维多孔材料按照D_max由大到小的顺序依次叠放，并在每相邻两层不锈钢纤维多孔材料之间均插设步骤一中涂覆有浆料的铜箔，然后将叠放后且插设有铜箔的不锈钢纤维多孔材料裁切整齐，得到待烧结坯料；

步骤四、按照步骤三中所述待烧结坯料的形状和尺寸要求设计并制作烧结模具，再将所述待烧结坯料装在烧结模具中，然后放入烧结炉中，在氢气气氛，温度为900℃～1000℃的条件下保温1h～2h进行烧结处理，随炉冷却后脱除烧结模具，得到中频吸声材料，该吸声材料在频率为700Hz～1000Hz条件下的平均吸声系数为0.35～0.5。

上述的一种中频吸声材料的制备方法，其特征在于，步骤一中所述涂覆的厚度为50μm～100μm。

上述的一种中频吸声材料的制备方法，其特征在于，步骤一中所述聚乙烯醇水溶液的质量百分比浓度为3％～8％。

上述的一种中频吸声材料的制备方法，其特征在于，步骤一中所述浆料中铜粉的质量百分含量为10％～30％。

上述的一种中频吸声材料的制备方法，其特征在于，步骤一中所述铜粉的平均粒度为50μm～100μm。

上述的一种中频吸声材料的制备方法，其特征在于，步骤一中所述铜箔的厚度为0.5mm～1mm。

上述的一种中频吸声材料的制备方法，其特征在于，步骤二中所述不锈钢纤维多孔材料中不锈钢纤维的丝径d满足：50μm≤d≤200μm。

上述的一种中频吸声材料的制备方法，其特征在于，步骤二中所述不锈钢纤维多孔材料的孔隙率ε满足：75％≤ε≤85％.

上述的一种中频吸声材料的制备方法，其特征在于，步骤二中所选取的多层不锈钢纤维多孔材料的层数为3～6层，每层所述不锈钢纤维多孔材料的厚度均为1.5mm～10mm。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

1、本发明初次引用箔材与金属纤维多孔材料梯度结构相结合技术，有效地解决了多孔材料中频吸声性能差的缺点；本发明先利用具有不同D_max微结构的金属纤维多孔材料制成梯度结构，再添加一定厚度的铜箔作为中间声波微振动消耗层，通过两种不同吸声机理的协同配合，以及对金属纤维和金属粉末的选取以及叠放工艺的优化，最终实现产品的中频吸声性能得到极大地提高。

2、本发明制备的吸声材料不仅保留了金属纤维多孔材料在全频范围内的吸声性能，而且通过添加铜箔，更加显著地提高了材料中频的吸声性能。