[发明专利]一种磁性水声吸声材料及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种磁性水声吸声材料及其制备方法和应用，所述吸声材料为复合层结构，包括底层，底层上层叠有若干磁性材料层和透声橡胶层，磁性材料层和透声橡胶层从下到上依次交错设置，且交错设置的磁性材料层和透声橡胶层的顶层为透声橡胶层。本发明解决压电陶瓷材料需要极化的问题，降低了工艺的复杂程度。在配方中免除了导电材料，简化配方降低成本，同时利用声波作用下，磁性橡胶材料磁极之间的相斥或相吸，实现消声。

技术领域：

本发明涉及水声技术领域，具体讲是一种磁性水声吸声材料及其制备方法和应用。

背景技术：

水声技术领域中，吸声材料可以将声波转化为热能等其他形式的能量耗散，抑制或消除不必要的声信号，可以为水下航行器消除特征声信号，或者为水下工作的设备提供安静的工作环境。吸声的过程本质上是一个能量转化的过程，橡胶材料的模量低，容易发生形变，通过对材料进行适当的设计，可以充分利用橡胶的形变，通过橡胶内摩擦损耗能量，橡胶材料本身优良的阻尼性能可以制造宽带的吸声效果。然而，随着对控制声信号的要求越来越高，单纯利用橡胶材料本身损耗能量已不能满足对吸声材料能力的要求，需要引入新的吸声机理来拓展声能转化的途径。复合材料是进一步提升吸声材料能力的有效途径，将一些具有能量转化能力的材料引入橡胶材料，可以在不损失橡胶材料本身吸声能力的前提下，通过新的能力转化机理进一步增加能量损耗。

就复合材料提升吸声性能而言，引入具有压电功能的材料是一种行之有效的途径，具有代表性的相近技术如下:中国专利申请号为201510996720.2的专利申请公开的一种弹性消音涂料,描述了一种添加压电陶瓷粉末的涂料，中国专利申请号为201110454853.9的专利申请则公开了一种低频高阻尼橡胶基压电复合材料及其制备方法,是一种添加压电陶瓷粉末的橡胶材料，上述两种技术利用压力生电的方式转化能量，含压电陶瓷粉末和导电胶,主要是对振动的抑制和消除。而就磁性材料吸声而言，具有代表性的相近技术如下:中国专利申请号为201510996720.2的专利申请公开了一种磁力负刚度吸声装置及吸声方法,其描述了一种利用磁力吸声的装置，虽然具有吸声效果,但其无法承受水压，只能用于空气中的吸声。

因此,针对陶瓷粉末与橡胶复合吸声材料制备工艺繁复、工作频段偏向高频等问题,亟待一种新的吸声材料来解决现有技术的不足。

发明内容：

本发明所要解决的技术问题是，提供一种磁性水声吸声材料，通过用磁性材料替代压电陶瓷，解决压电陶瓷材料需要极化的问题，降低了工艺的复杂程度。在配方中免除了导电材料，简化配方降低成本，同时利用声波作用下，磁性橡胶材料磁极之间的相斥或相吸，实现消声。

本发明的技术解决方案是，提供一种磁性水声吸声材料,所述吸声材料为复合层结构，包括底层，底层为透声橡胶层，底层上层叠有若干磁性材料层和透声橡胶层，磁性材料层和透声橡胶层从下到上依次交错设置，且交错设置的磁性材料层和透声橡胶层的顶层为透声橡胶层。

作为优选，相邻的磁性材料层相互靠近的一侧其磁极相同。利用相同磁极间的斥力，促进磁性材料层间受迫剪切，实现更好地耗散声能的目的。

作为优选，透声橡胶层由聚氨酯、聚硫橡胶、硅橡胶或改性环氧中的一种或几种的组合制作而成。由于针对低频水声的吸声，因此优选采用透声性能好的高分子材料作为封装材料，作为声波的入射面，减少声波反射。

作为优选，透声橡胶层由聚氨酯制作而成。

作为优选，磁性材料层为硬质磁体或高分子材料和磁性粉末混合的复合材料制作而成。

作为优选，磁性材料层为高分子材料和磁性粉末混合的复合材料制作而成。

本发明利用压力引发磁机间斥力的变化转化能量，配方中不含压电陶瓷粉末，也无需导电胶。

本发明还提供一种如上述的磁性水声吸声材料的制备方法，包括以下步骤，

步骤1、灌注模具预处理；