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     隨著現(xiàn)代工業(yè)的持續(xù)發(fā)展，產(chǎn)生劇烈振動(dòng)的工具和大功率機(jī)械不斷增多，各種機(jī)械設(shè)備在運(yùn)轉(zhuǎn)及工作過程中帶來(lái)的振動(dòng)危害也日益嚴(yán)重。為了減少這類振動(dòng)和噪聲給人們的生活和工作帶來(lái)的影響，使用阻尼材料進(jìn)行減振降噪成為了解決上述問題有效的手段之一。

 

     那么，阻尼材料是一種什么材料？這個(gè)需要先從阻尼說起。

 

什么是阻尼

 

……

 

      指任何振動(dòng)系統(tǒng)在振動(dòng)中，由于外界作用或系統(tǒng)本身固有的原因引起的振動(dòng)幅度逐漸下降的特性。

 

     從減振角度看，就是將機(jī)械振動(dòng)的能量轉(zhuǎn)變成熱量和其他可消耗的能量，從而達(dá)到減振的目的。

 

 

阻尼示意圖

 

     而在振動(dòng)物體產(chǎn)生高的共振振幅前，先將一部分振動(dòng)能在自身中消耗，以達(dá)到減少振幅、降低振幅為目的的材料，我們統(tǒng)稱為阻尼材料。

 

     市面上，阻尼材料種類繁多，概括起來(lái)可分為以下幾種：

 

黏彈性阻尼材料（即高聚物阻尼材料）

 

復(fù)合阻尼材料

 

陶瓷類耐高溫阻尼材料

 

智能型阻尼材料

 

     因不同阻尼材料的阻尼性能相差極大，大多數(shù)結(jié)構(gòu)材料如金屬材料的損耗因子較小，高聚物黏彈材料的損耗因子則較大。

 

     其中，高聚物阻尼材料作為一類新的功能材料，其阻尼性能比高阻尼合金要高出1-2個(gè)數(shù)量級(jí)。具有一定優(yōu)勢(shì)的阻尼性能，已廣泛應(yīng)用于民用建筑、尖端武器裝備、航天飛行器、 航海、環(huán)境保護(hù)等各個(gè)方面。

 

      那么，高聚物阻尼材料到底是一種怎樣的材料，有什么作用？主要用在哪里？

 

什么是高聚物阻尼材料

 

……

 

      高聚物阻尼材料是以高分子量的聚合物制成的一種高分子阻尼材料，也可以說聚合度很高的聚合物是高分子，屬于功能性阻尼材料。

 

 

高聚合物是高分子，高分子不局限于聚合物

 

     它是一種具有吸聲、隔熱、防振等功能，多用在使用溫度、使用頻率下有較大內(nèi)耗峰的材料。如聚丙烯酸酯、聚氨酯、環(huán)氧樹脂、丁基橡膠及丁腈橡膠等。

 

     按使用方法可分噴涂型、自粘型和膠片型3種：

 

噴涂型可直接通過噴涂或輥涂、刮涂的方式附著在結(jié)構(gòu)基材表面上，如水性阻尼涂料；

 

自粘型阻尼材料可直接粘在結(jié)構(gòu)件表面；

 

膠片型則用作墊片或用熱壓、涂施膠黏劑等方法粘接。

 

     這種材料已在許多領(lǐng)域內(nèi)得到應(yīng)用，如降低民用建筑空間內(nèi)的結(jié)構(gòu)噪聲，降低地鐵車輪運(yùn)行時(shí)的低頻噪聲，減少洲際導(dǎo)彈引爆裝置的機(jī)械振動(dòng)等。

 

阻尼材料的應(yīng)用

 

……

 

     從應(yīng)用的發(fā)展和需求來(lái)看，阻尼材料對(duì)不斷開發(fā)寬溫域高阻尼性能的環(huán)境，具有越來(lái)越重要的意義。阻尼材料的應(yīng)用，可分為以下3個(gè)層面：

 

1. 建筑空間方面

 

     近年來(lái)因撞擊聲（見空氣聲和撞擊聲）所形成的噪聲干擾居民事件日益增多，原因是：

 

城市人口的集中，建筑密度的增加，使一個(gè)振源所影響的家庭和人數(shù)隨之增加；

 

為了節(jié)約城市用地，建筑向高層發(fā)展，由于設(shè)備的增多及樓板密度不夠，生活產(chǎn)生的撞擊聲的振源和危及面都在不斷的擴(kuò)大；

 

人們生活水平的提高，家用電氣設(shè)備增加，也帶來(lái)了新的振源。

 

     撞擊聲的隔絕有效途徑：

 

使振動(dòng)源撞擊樓板引起的振動(dòng)減弱。這可以通過振動(dòng)源治理和采取隔振措施來(lái)達(dá)到，也可在樓板表面鋪設(shè)彈性面層來(lái)改善，如黏彈性阻尼材料。

 

主要用來(lái)隔離通過建筑結(jié)構(gòu)而傳播的噪聲。如家居、酒店、酒吧等場(chǎng)所墻體改造，有效降低樓板之間振動(dòng)所產(chǎn)生的共振現(xiàn)象，有著顯著的效果。

 

 

天花減振處理

 

2. 工業(yè)設(shè)施方面

 

     工業(yè)噪音是機(jī)械設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的噪聲，主要以氣流噪聲、機(jī)械噪聲和電磁噪聲為主，這些噪聲往往對(duì)人體具有一定的危害性。

 

     為了解決設(shè)備噪聲問題，防止機(jī)器通過基礎(chǔ)層將振動(dòng)傳給其他建筑物，而將機(jī)器噪聲輻射出去，影響到附近居民。通常采用的辦法是防止機(jī)器與基礎(chǔ)及其他結(jié)構(gòu)件的剛性連接，此種方法稱為減振。主要有以下2種形式：

 

在機(jī)器和基礎(chǔ)之間安裝減振器，如橡膠、彈簧或空氣減振器等；

 

在機(jī)器和其他結(jié)構(gòu)之間鋪設(shè)具有阻尼特性的材料，如減振墊等。

 

3. 軍事設(shè)備方面

 

     材料技術(shù)作為國(guó)家國(guó)防力量最重要的物質(zhì)基礎(chǔ)，其研究和開發(fā)對(duì)國(guó)防工業(yè)和武器裝備的發(fā)展起著決定性的作用。

 

     軍用新材料按其用途可分為結(jié)構(gòu)材料和功能材料兩大類，主要應(yīng)用于航空航天工業(yè)和船艦工業(yè)中。

 

阻尼材料在航空航天領(lǐng)域主要用于制造火箭、導(dǎo)彈、噴氣機(jī)等控制盤或陀螺儀的外殼；

 

在船舶工業(yè)中，阻尼材料用于制造推進(jìn)器、傳動(dòng)部件和艙室隔板，有效地降低來(lái)自于機(jī)械零件嚙合過程中表面碰撞產(chǎn)生的振動(dòng)和噪聲。

 

     在未來(lái)的發(fā)展過程中，阻尼材料將會(huì)應(yīng)用到更多的噪聲環(huán)境里，為營(yíng)造舒適安靜的聲環(huán)境提供有利保障。