[發(fā)明專利]一種具有優(yōu)異的中低頻吸聲性能的輕質(zhì)陶瓷吸聲材料及其制備方法

有效

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• 申請日: 2020-08-19
• 公開（公告）號: CN112062594B
• 公開（公告）日: 2021-09-21
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 稅安澤;何超;杜斌;錢俊杰;熊浩;蔡梅;曾生輝
• 申請（專利權(quán)）人: 華南理工大學(xué)
• 主分類號: C04B38/06
• 分類號: C04B38/06;C04B33/36;C04B33/132;C04B33/13;C04B33/04
• 代理公司: 廣州粵高專利商標(biāo)代理有限公司 44102
• 代理人: 江裕強(qiáng)

本發(fā)明公開了一種具有優(yōu)異的中低頻吸聲性能的輕質(zhì)陶瓷吸聲材料及其制備方法。該方法包括：將煤粉、膠凝劑、分散劑、固體廢物、陶瓷原料、無機(jī)鹽加入溶劑中混合均勻，得到料漿，發(fā)泡，注模，燒成，然后浸漬在晶須原料懸浮液中，燒結(jié)，得到該材料。該材料的顯氣孔率為85.6％?88.5％，容重為0.28?0.40g/cm³，在200?2000Hz頻率范圍內(nèi)，降噪系數(shù)在0.58?0.65之間(駐波管法測量)，屬于一級降噪吸聲材料。本發(fā)明材料的孔與孔之間高度連通，孔徑分布范圍廣以及輕質(zhì)的特點，對中低頻波段的噪音具有較高的吸收效果；制備工藝簡單，原料成本低廉，具有耐候性強(qiáng)，安全環(huán)保等優(yōu)點。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于材料制備領(lǐng)域，具體涉及一種具有優(yōu)異的中低頻吸聲性能的輕質(zhì)陶瓷吸聲材料及其制備方法。

背景技術(shù)

噪音與水污染、空氣污染并成為世界三大污染，長期處于噪音污染環(huán)境下，會對人的身心健康產(chǎn)生極大的危害。在生活中2000Hz以下的噪音非常常見，例如家用電器，發(fā)動機(jī)，各種震動等都會產(chǎn)生大量的此類噪音。特別是2000以下的中頻噪音，在日常生活中是出現(xiàn)最多的，需要重點防治。而低頻噪音因為本身特性，所以具有衰減慢，傳播距離遠(yuǎn)，穿越障礙能力強(qiáng)等特點，但人耳本身對低頻很遲鈍，所以低頻對人的危害也很大。而2000hz以上的噪音對于人耳來說很敏感，所以一般大多數(shù)這種噪音在源頭上就解決了，在人類的日常生活中相對較少。高頻噪音由于衰減快的特性，很多吸聲材料在高頻范圍都具有很好的吸聲系數(shù)。基于此建筑吸聲產(chǎn)品的吸聲性能分級(GB/T 16731-1997)采用降噪系數(shù)(吸聲系數(shù)分別在250，500,1000,2000Hz取平均值)大小來劃分吸聲材料等級。通常采用混響室法測得的降噪系數(shù)大于0.8即屬于一級降噪吸聲材料。駐波管法測得的吸聲系數(shù)因聲波入射方式與混響室法不同，往往相比于實際吸聲系數(shù)會小。按照駐波管法與混響室法的經(jīng)驗吸聲系數(shù)關(guān)系曲線換算，當(dāng)駐波管法測得的吸聲系數(shù)為0.57時，換算為混響室法測得的吸聲系數(shù)即為0.8。

目前仍未有合適的材料可以大范圍應(yīng)用去解決生活中中低頻噪音對人產(chǎn)生的危害。例如，專利號為CN209855103U的專利公開了“具有低頻降噪、吸聲性能的輕型木結(jié)構(gòu)墻體”，它通過優(yōu)化墻體結(jié)構(gòu),將特定結(jié)構(gòu)的吸聲層與傳統(tǒng)輕型木墻體結(jié)構(gòu)相結(jié)合,利用吸聲層結(jié)構(gòu)對低頻聲波的高效吸收性能來吸收低頻噪音。但這種方法，不僅造價高，占用面積大；而且因為木質(zhì)材料本身原因，壽命短，且對使用環(huán)境有一定要求。專利號為CN110845217A的專利公開了“一種吸聲、減噪的陶瓷加工工藝”，將填料與大量高分子原料混合作為吸聲陶瓷原料，不僅存在成本高的缺點，而且施釉會讓該孔連通率不高的陶瓷吸聲性能大大降低；專利號為CN108947573A的專利公開了“一種吸聲玻璃棉纖維復(fù)合材料的制備方法”，通過將玻璃纖維和納米二氧化硅符合來制備吸聲材料，同樣存在成本高昂的缺點，且需要等離子和甲苯處理，不適合產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服以上背景技術(shù)中提到的缺陷和不足，本發(fā)明旨在通過對陶瓷材料孔結(jié)構(gòu)的控制，提供一種具有優(yōu)異的中低頻吸聲性能的輕質(zhì)陶瓷吸聲材料及其制備方法。

本發(fā)明的目的至少通過如下技術(shù)方案之一實現(xiàn)。

本發(fā)明提供的一種具有優(yōu)異的中低頻吸聲性能的輕質(zhì)陶瓷材料，是通過控制水泡沫、煤粉、聚苯乙烯球的大小和比例以及水泡沫的穩(wěn)定性即可控制該輕質(zhì)陶瓷材料的孔結(jié)構(gòu)，孔徑分布具有多峰分布的特點，且孔與孔之間高度連通。本發(fā)明提供的方法，是通過在多孔陶瓷基體中原位生長廉價晶須來提高中低頻吸聲系數(shù)。

本發(fā)明的重點在于制備出一款降噪性能優(yōu)異，成本低廉，壽命長且安全無毒的輕質(zhì)陶瓷吸聲材料，同時避免了為提高材料吸聲系數(shù)而增加厚度或進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計，大大節(jié)省了資源和空間。

本發(fā)明提供的一種具有優(yōu)異的中低頻吸聲性能的輕質(zhì)吸聲陶瓷材料的制備方法，包括如下步驟：

(1)將煤粉、膠凝劑、分散劑、固體廢物、陶瓷原料、無機(jī)鹽加入溶劑中混合，球磨均勻，得到料漿；