Формирование оптимальной пористой структуры акустических материалов
Звукопоглощение материалов, получаемых на основе минеральных волокон, во многом зависит от расположения волокон в объеме материала. Оно может быть горизонтальным, вертикальным, хаотичным (произвольным) и в виде гранул.С технологических позиций наиболее простым способом укладки волокон является их горизонтальное расположение. Наиболее ярко выраженная произвольная укладка волокон имеет место при получении изделий методом напыления.
Для получения звукопоглощающих изделий с ячеистой пористой структурой применяют способы пено- и газообразования. Регулирование показателей пористости осуществляют в этом случае, используя те же основные принципы, что и при получении теплоизоляционных материалов. Однако характер пористой структуры у теплоизоляционных и звукопоглощающих материалов с позиций обеспечения высоких функциональных свойств должен иметь принципиальные различия. Эти различия прежде всего касаются степени замкнутости пор. Если при получении теплоизоляционных материалов стремятся сформировать в основном замкнутую пористость с целью снижения конвективного переноса теплоты, то формирование пористой структуры звукопоглощающих материалов осуществляют, стремясь создать превалирующее количество сообщающихся, пор. Таким образом, оптимальной ячеистой структурой звукопоглощающих материалов и изделий следует считать пористую структуру, характеризующуюся высоким объемом газовой фазы (не менее 85%), полидисперсной пористостью с объемом сообщающихся пор не менее 60%, а также тонкими и прочными межпоровыми перегородками, обеспечивающими необходимую монтажную и эксплуатационную прочность материала.
Пористая структура зернистых звукопоглощающих материалов характеризуется весьма высокими акустическими качествами. Этому способствуют следующие основные факторы: гидравлически правильная форма пор, обеспечивающая более свободное вхождение звуковых волн в толщу материала и наличие большего объема сообщающихся нор, образованных межзерновымн пустотами. Наиболее высокими звукопоглощающими свойствами обладают засыпки, позволяющие весьма легко регулировать характеристики пористой структуры: общий объем и размеры пор, что оказывает решающее влияние на эффективность звукопоглощения. Изменяя гранулометрию и размеры зерен, применяя материалы с высокой пористостью зерен, можно активно влиять на звукопоглощение засыпок в различных диапазонах частот.