Pengembangan Bahan Penyerap Suara Berpori

1. Sejarah bahan penyerap suara

Manusia telah lama menyadari bahwa kain dapat secara efektif memblokir suara, jadi dari zaman prasejarah ke Mesir dan bahkan Romawi, orang telah menggunakan kain, anyaman, jerami, dll. sebagai bahan penyerap suara untuk menghilangkan gema dan menahan kebisingan, membuat orang merasa lebih nyaman. Bahan-bahan ini pada dasarnya adalah bahan serat organik, dan celah kecil di antara mereka membuat mereka bahan penyerap suara alami, dan bahan penyerap suara serat organik masih memainkan perannya hingga hari ini.

Pada zaman kuno, banyak negara dan masyarakat telah membuat prestasi besar dalam penelitian akustik dan mengumpulkan banyak pengalaman, tetapi penelitian tentang bahan penyerap suara selalu terbatas. Penelitian ilmiah tentang bahan penyerap suara terkait erat dengan teori desain akustik interior. Akhirnya, pada tahun 1898, W.C. Sabin mendirikan teori gema, dan menunjukkan bahwa penyerapan suara memainkan peran yang menentukan dalam gema sebuah ruangan, dan pengembangan bahan penyerap suara memasuki era baru.

Dari tahun 1910 hingga 1915, ia bekerja dengan perusahaan, pertama-tama mengembangkan tembikar berpori, dan kemudian batu bata berpori, untuk Gereja St. Thomas dan Gereja Riverside di New York. Untuk "memaksimalkan kelembutan dan kekayaan suara organ," ia menyarankan menggunakan felt setebal 1 inci dan papan kawat berjarak 1/4 inci di ruang musik; untuk menyerap frekuensi rendah, ia menyarankan untuk menggunakan lapisan dalam kayu yang sangat tipis dengan ruang setebal 1 inci. Dapat dikatakan bahwa ia meletakkan dasar untuk penelitian akustik ruangan modern.

Akustik negara saya dimulai pada tahun 1929. Setelah Profesor Ma Dayou mendirikan Laboratorium Penelitian Akustik pada tahun 1957, penelitian akustik negara saya telah membuat kemajuan besar. Di bawah kepemimpinan Profesor Ma Dayou, negara saya mengusulkan teori tubuh penyerap suara berlubang mikro, dan mengembangkan muffler lubang kecil untuk secara efektif mengurangi kebisingan aliran udara. Dan menetapkan hukum tekanan kebisingan aliran udara. Ini telah meletakkan dasar yang kuat untuk pengembangan akustik di negara saya.

Pada 1950-an orang mulai mempelajari psikologi suara. Dari efek Haas pada tahun 1951, sidang binaural pada akhir 1960-an

Dari konsep dan indikator seperti kejelasan dan koefisien korelasi binaural IACC yang diusulkan pada 1970-an, teori-teori ini memberikan dukungan teoritis yang andal untuk pengaturan bahan penyerap suara yang tepat. Selama periode ini, penelitian tentang bahan penyerap suara mulai mendalam dan teliti. Studi tentang bahan penyerap suara juga melibatkan sifat lain selain kinerja suara. Faktor-faktor seperti sifat mekanik, termal dan optik bahan, ketahanan kelembaban, tahan api, pemeliharaan, konstruksi dan efek artistik bahan, dan pemilihan dan lokasi pemasangan bahan penyerap suara secara bertahap menjadi lebih tepat. Dalam desain teater, penonton juga dipelajari secara rinci sebagai peredam suara yang besar.

Menurut karakteristik suara bahan yang longgar dan berpori, orang telah menciptakan bahan penyerap suara, yaitu bahan penyerap suara berpori. Bahan berpori adalah bahan penyerap suara yang paling banyak digunakan saat ini. Jenisnya termasuk bahan penyerap suara berserat anorganik dan organik. bahan, bahan penyerap suara berpori seperti busa, bahan penyerap suara berpori granular, dll. Dengan pengembangan dan inovasi akustik dan teknologi, penelitian khusus pekerja akustik dan pengembangan pasar, akan ada bahan penyerap suara berpori baru. Saat ini, bahan penyerap suara berpori banyak digunakan di ruang konferensi, ruang konser, auditorium, dan bangunan lain dengan persyaratan suara yang tinggi.

2. Prinsip bahan penyerap suara berpori

Yang disebut bahan penyerap suara berpori adalah bahwa jenis bahan ini terdiri dari tulang rusuk padat dan mikropori atau celah. Bahan penyerap suara berpori memiliki sejumlah besar mikropori atau celah yang saling berhubungan, dan pori-pori kecil dan merata di dalam material, membuka ke luar dan masuk jauh ke dalam interior material. Mekanisme penyerapan suara adalah bahwa ketika gelombang suara terjadi pada permukaan material, sebagian darinya tercermin pada permukaan material, dan bagian lainnya menembus ke bagian dalam material dan merambat ke depan. Gesekan terjadi pada tulang rusuk atau dinding lubang, dan energi suara diubah menjadi energi panas dan menghilang karena viskositas dan efek konduksi panas. Setelah gelombang suara dipantulkan pada dinding yang kaku, ketika melewati material dan kembali ke permukaan, bagian dari gelombang suara ditransmisikan ke udara, dan bagian dari gelombang suara dipantulkan kembali ke material. Menyebabkan bahan menyerap sebagian energi suara. Gelombang suara frekuensi tinggi dapat mempercepat getaran partikel udara di celah, dan pertukaran panas antara udara dan dinding lubang juga dipercepat. Hal ini membuat bahan berpori memiliki sifat penyerapan suara frekuensi tinggi yang baik.

3. Klasifikasi bahan penyerap suara berpori

Bahan penyerap suara berpori memiliki efek penyerap suara yang lebih baik dan merupakan bahan penyerap suara yang paling umum digunakan. Awalnya, bahan-bahan ini terutama bahan organik seperti rami dan kapas, dan sekarang mereka terutama wol kaca dan wol batu.

3.1 Bahan Serat

Bahan serat terutama dibagi menjadi bahan penyerap suara serat organik dan bahan penyerap suara serat anorganik sesuai dengan sifat fisik dan penampilannya.

3.1.1 Bahan serat organik

Bahan penyerap suara serat organik tradisional memiliki sifat penyerap suara yang baik dalam rentang frekuensi sedang dan tinggi, dan secara kasar dibagi menjadi serat hewan dan serat tanaman. Bahan serat hewani terutama termasuk karpet wol yang terasa dan murni, yang ditandai dengan kinerja penyerapan suara yang baik dan efek dekorasi yang indah, tetapi mahal dan jarang digunakan. Bahan serat tanaman, seperti bahan serat alami organik seperti papan serat tebu, papan serat kayu, papan serat kayu semen, dan bahan serat kimia seperti serat akrilonitril, serat poliester, melamin, dll., Tetapi bahan-bahan ini memiliki ketahanan api yang buruk, ketahanan korosi, dan ketahanan kelembaban. , aplikasi dibatasi oleh kondisi lingkungan.

3.1.2 Bahan serat anorganik

Bahan serat anorganik terutama termasuk wol batu, wol kaca, wol terak dan wol serat silikat aluminium, dll. Karena kinerja penyerapan suara yang baik, ringan, tidak ada ngengat, tidak ada busuk, tidak ada pembakaran, tidak ada penuaan, dll., Mereka secara bertahap menggantikan bahan penyerap suara serat alami tradisional telah banyak digunakan dalam teknik akustik. Namun, karena serat rapuh dan mudah pecah, bubuk serat yang dihasilkan akan terbang di udara, dan debu yang terbentuk akan gatal pada kulit, mencemari lingkungan, dan mempengaruhi pernapasan, yang merupakan kerugiannya dalam aplikasi. Dibandingkan dengan serat organik sintetis, serat kaca dan serat alami tidak mudah menua, yang dulunya merupakan keunggulan kinerja bahan serat kaca, tetapi dari perspektif perlindungan lingkungan, bahan tersebut tidak mudah terdegradasi sehingga pada akhirnya akan menjadi limbah padat. pencemaran sekunder lingkungan.

3.2 Bahan busa

Bahan busa terutama termasuk plastik beras busa, plastik busa poliuretan, kaca busa dan beton aerasi. Menurut berbagai bentuk sel bahan busa, dapat dibagi menjadi sel tertutup, sel terbuka dan sel semi-terbuka. Busa sel tertutup disebut busa sel tertutup, yang terhubung satu sama lain disebut busa sel terbuka, dan yang terhubung dan ditutup adalah busa sel semi-terbuka.

3.2.1 Busa Sel Tertutup

Bahan busa logam dengan struktur sel tertutup diwakili oleh aluminium berbusa sel tertutup. Koefisien penyerapan suara aluminium berbusa sel tertutup relatif rendah, karena sulit bagi gelombang suara untuk mencapai bagian dalam pori-pori dan berinteraksi dengannya. Hanya ada beberapa retakan dan mikropori. Itu tidak dapat digunakan sebagai bahan penyerap suara yang baik.

3.2.2 Busa Sel Semi-Terbuka

Busa aluminium sel semi-terbuka dapat disiapkan dengan infiltrasi tekanan tinggi, dan selama persiapannya, konektivitas pori yang diharapkan dapat dicapai dengan mengendalikan parameter persiapan.

3.2.3 Busa Sel Terbuka

Porositas dan bentuk pori dapat dikontrol dengan mengendalikan bentuk dan ukuran partikel, dan bahan porositas tinggi dapat dibuat. Karena bahan busa sel terbuka memiliki struktur saluran yang kompleks dan rongga internal yang kasar, ia memiliki ketahanan aliran yang tinggi, sehingga busa sel terbuka memiliki ketahanan aliran yang tinggi. Kinerja penyerapan suara keseluruhan busa aluminium seluler jauh lebih baik daripada sel tertutup.

3.3 Bahan partikulat

Bahan granular terutama dibagi menjadi blok dan pelat. Blok terutama termasuk batu bata penyerap suara terak, batu bata penyerap suara perlite yang diperluas, dan batu bata penyerap suara terakota, yang sebagian besar digunakan untuk muffler dengan bagian batu besar. Papan terutama mencakup papan dekoratif penyerap suara perlite yang diperluas, yang ringan, tidak mudah terbakar, pengawetan panas, insulasi panas dan kekuatan rendah. Namun, efek penyerapan suara dari bahan granular relatif buruk, sehingga umumnya digunakan pada kesempatan dengan persyaratan tinggi untuk ketahanan kelembaban dan perlindungan kebakaran.

3.4 Bahan Logam

Bahan penyerap suara berpori yang diproduksi dengan bubuk logam sebagai bahan baku adalah bahan penyerap suara baru yang telah muncul dalam beberapa tahun terakhir, seperti panel penyerap suara logam Carrom yang diproduksi di Jepang. Keuntungannya adalah ia memiliki kekuatan logam, dan dapat ditekuk dan dipotong dengan alat sederhana. Tetapi sebagian besar bahan ini tipis dan perlu bergantung pada rongga di belakang.

4. Prospek Masa Depan

Sekarang, setelah mempelajari hubungan antara bentuk permukaan bahan penyerap suara dan koefisien penyerapan suara, orang telah menemukan bahan penyerap suara berpori berbentuk baji, yang dapat meningkatkan penyerapan suara dan kehilangan transmisi pada pita tertentu. Dan bahan penyerap suara serat telah mulai menunjukkan vitalitasnya yang kuat karena murahnya, dan bahan penyerap suara tipe partikel juga mulai memainkan keunggulan tahan lama mereka di lingkungan khusus.

Untuk menggantikan bahan penyerap suara serat mineral yang berbahaya bagi kesehatan, Jerman pertama kali mengembangkan pelat berlubang mikro, struktur penyerap suara resonansi hijau dan efisien. Ini memiliki prospek aplikasi yang luas dalam pengendalian kebisingan di industri, terutama di lingkungan ekstrim dengan suhu tinggi, intensitas suara tinggi atau di lingkungan khusus dengan persyaratan kebersihan yang tinggi, sehingga juga akan menjadi arah penelitian yang akan terus berkembang di masa depan, terutama perluasan penyerapan kebisingan. Penelitian tentang bandwidth akustik dan kebisingan frekuensi rendah, penggunaan bahan yang berbeda atau struktur turunan mikro berlubang - struktur penyerapan suara pelat berlubang bundel tabung fleksibel, dan pengembangan pelat dan struktur berlubang mikro dalam rasio lingkungan yang berbeda

Seperti aplikasi dalam suhu tinggi, intensitas suara tinggi dan lingkungan lainnya, ia memiliki berbagai prospek aplikasi.

Dengan kemajuan masyarakat, orang memiliki persyaratan yang lebih tinggi dan lebih tinggi untuk kualitas lingkungan yang sehat. Bahan penyerap suara tunggal tidak dapat lagi memenuhi persyaratan perlindungan lingkungan dan penyerapan suara efisiensi tinggi. Di antara limbah padat industri, penelitian tentang persiapan bahan penyerap suara dari limbah padat curah seperti terak blast furnace, fly ash, dan gangue batubara harus diperkuat, dan kemungkinan menyiapkan bahan penyerap suara dari terak baja, bubuk tailing, limbah konstruksi, dll. sebagai bahan baku harus dieksplorasi lebih lanjut. , untuk mewujudkan persiapan berbiaya rendah dan aplikasi industri bahan penyerap suara.

Di masa depan, bahan akustik "ramah lingkungan" dan "aman" akan menjadi fokus pembangunan. Perlindungan lingkungan dan pembangunan berkelanjutan adalah fokus pembaruan arsitektur di abad baru, dan juga merupakan subjek utama penelitian global di abad ke-21. Produksi bahan penyerap suara yang tidak berbahaya bagi tubuh manusia, dapat didaur ulang, dan sangat efisien memiliki prospek aplikasi yang baik. Pada saat yang sama, perhatian juga harus diberikan pada desain estetika produk, sehingga bahan penyerap suara praktis dan hias.