【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及超材料，具體涉及基于多孔基體的狹縫型多溫度聲學超材料。
技術介紹
1、現如今，工業化的快速發展使得噪聲問題越來越突出。噪聲污染一直是人們面臨的重大挑戰。解決噪聲問題刻不容緩。其中，低頻噪聲由于其傳播距離遠、難以耗散等特點，成為了研究者們研究的熱點。然而，傳統的吸聲材料無法滿足低頻聲波的耗散能力。因此，人們對聲學降噪提出了新的要求。如今，聲學超材料的引入為低頻降噪帶來了新的思路。多孔材料在控制噪聲傳播方面具有巨大的應用潛力。在傳統的多孔材料降噪中，大多采用單孔多孔材料基體，這是一種含有大量孔隙的結構，對高頻聲波有一定的阻隔作用。然而，面對低頻、長波長的聲音，其性能仍然受到限制。
2、為了克服上述傳統多孔材料在低頻吸聲方面的不足，進行了大量的改進工作。基于多孔材料的復合結構被提出來實現低頻吸聲性能。同時，基于多孔材料的多尺度設計也被研究和討論。在微孔材料基體上開直縫穿孔和開孔穿孔，可以提高低頻吸聲性能，降低吸聲峰值頻率。
3、除了上述常溫下的研究工作外，事實上，在很多情況下，設備在高溫環境中工作時必須吸收能量和降低噪聲，如航空發動機隔音墊片和飛機熱端消聲元件等。溫度對機械設備的影響十分顯著，尤其是在高溫環境下。在這種情況下，空氣和材料的特性也會因溫度變化而發生較大變化。對于空氣而言，溫度會影響其密度和聲速。對于剛性多孔骨架材料，溫度會影響其靜態流動電阻率，最終影響其聲學特性。因此，聲學材料的設計應與工作環境溫度相匹配。
技術實現思路
1、為了解決高
2、為此，本專利技術提供基于多孔基體的狹縫型多溫度聲學超材料，以解決
技術介紹
中提出的問題。
3、為了實現上述目的，本專利技術提供如下技術方案：基于多孔基體的狹縫型多溫度聲學超材料，所述超材料為按照多個單胞結構組合排列的三維立體結構，其邊緣部分為半個單胞結構；所述單胞結構包括內基體和外基體，所述內基體和外基體之間形成狹縫型穿孔通道且內基體和外基體為一個單胞結構。
4、優選的，所述內基體和外基體均為高流阻基體材料。
5、優選的，在豎直方向上，所述超材料上下對稱。
6、優選的，所述內基體采用內圓柱型多孔基體，所述外基體采用外圓柱型穿孔多孔基體，所述狹縫型穿孔通道為圓環狹縫型穿孔通道，所述超材料在橫向規律并聯排列m個單胞結構；縱向規律相鄰側并聯排列為(m-1)個單胞結構，分別布置在上下兩側相鄰單胞結構的中間，最后按照此周期性規律排列n個構成整體結構；其中m和n均為不小于1的正整數。
7、優選的，所述內圓柱型多孔基體的直徑d為28mm，所述外圓柱型穿孔多孔基體的直徑d為49mm，整體高度h為60mm，所述圓環狹縫型穿孔通道的厚度b為1mm。
8、優選的，所述狹縫型穿孔通道能夠實現在常溫20℃環境下對小于500hz的低頻聲波進行有效吸聲。
9、優選的，所述狹縫型穿孔通道能夠實現在高溫200℃、300℃、500℃環境下對小于500hz的低頻聲波進行有效吸聲。
10、本專利技術具有如下優點：
11、(1)本專利技術利用所設計圓環狹縫型穿孔通道的優點能夠實現在常溫環境下(20℃)對低頻聲波(≤500hz)進行有效吸聲，利用材料自身多孔特點，可以有效吸收中高頻率范圍的聲波，實現優異的降噪性能。
12、(2)本專利技術利用所設計圓環狹縫型穿孔通道的優點能夠實現在高溫環境下(200℃、300℃、500℃)對低頻聲波(≤500hz)進行有效吸聲，利用材料自身多孔特點，可以有效吸收中高頻率范圍的聲波，實現優異的降噪性能。
13、(3)本專利技術所設計的基于多孔基體多尺度設計的狹縫型多溫度聲學超材料通常較為輕便且具有優良的力學性能，在承受外部壓力或沖擊時，整體圓柱型分布構型能夠有效分散應力，提高整體的強度和剛性。
14、(5)本專利技術所設計的基于多孔基體多尺度設計的狹縫型多溫度聲學超材料具有可設計性好的優勢，其幾何形狀和材料可以根據需求進行一定的定制設計，根據具體需求調整其物理幾何參數，以實現滿足不同溫度環境下合理優異吸聲效果。
15、(6)基于超材料設計技術，制造圓環狹縫型穿孔多孔基體的工藝相對簡單，可以適應不同的設計需求和生產工藝，且原材料成本較低，這使得其在商業化應用中具備良好的經濟性。還可以結合其他功能，如防火、除濕等，滿足復雜的應用需求。
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1.基于多孔基體的狹縫型多溫度聲學超材料，其特征在于：所述超材料為按照多個單胞結構組合排列的三維立體結構，其邊緣部分為半個單胞結構；所述單胞結構包括內基體和外基體，所述內基體和外基體之間形成狹縫型穿孔通道且內基體和外基體為一個單胞結構。
2.根據權利要求1所述的基于多孔基體的狹縫型多溫度聲學超材料，其特征在于：所述內基體和外基體均為高流阻基體材料。
3.根據權利要求1所述的基于多孔基體的狹縫型多溫度聲學超材料，其特征在于：在豎直方向上，所述超材料上下對稱。
4.根據權利要求1所述的基于多孔基體的狹縫型多溫度聲學超材料，其特征在于：所述內基體采用內圓柱型多孔基體(b)，所述外基體采用外圓柱型穿孔多孔基體(a)，所述狹縫型穿孔通道為圓環狹縫型穿孔通道，所述超材料在橫向規律并聯排列M個單胞結構；縱向規律相鄰側并聯排列為(M-1)個單胞結構，分別布置在上下兩側相鄰單胞結構的中間，最后按照此周期性規律排列N個構成整體結構；其中M和N均為不小于1的正整數。
5.根據權利要求4所述的基于多孔基體的狹縫型多溫度聲學超材料，其特征在于：所述內圓柱型多
6.根據權利要求4所述的基于多孔基體的狹縫型多溫度聲學超材料，其特征在于：所述狹縫型穿孔通道能夠實現在常溫20℃環境下對小于500Hz的低頻聲波進行有效吸聲。
7.根據權利要求4所述的基于多孔基體的狹縫型多溫度聲學超材料，其特征在于：所述狹縫型穿孔通道能夠實現在高溫200℃、300℃、500℃環境下對小于500Hz的低頻聲波進行有效吸聲。
...【技術特征摘要】
1.基于多孔基體的狹縫型多溫度聲學超材料，其特征在于：所述超材料為按照多個單胞結構組合排列的三維立體結構，其邊緣部分為半個單胞結構；所述單胞結構包括內基體和外基體，所述內基體和外基體之間形成狹縫型穿孔通道且內基體和外基體為一個單胞結構。
2.根據權利要求1所述的基于多孔基體的狹縫型多溫度聲學超材料，其特征在于：所述內基體和外基體均為高流阻基體材料。
3.根據權利要求1所述的基于多孔基體的狹縫型多溫度聲學超材料，其特征在于：在豎直方向上，所述超材料上下對稱。
4.根據權利要求1所述的基于多孔基體的狹縫型多溫度聲學超材料，其特征在于：所述內基體采用內圓柱型多孔基體(b)，所述外基體采用外圓柱型穿孔多孔基體(a)，所述狹縫型穿孔通道為圓環狹縫型穿孔通道，所述超材料在橫向規律并聯排列m個單胞結構；縱向規律相鄰側并聯...
【專利技術屬性】
技術研發人員：趙愛國，于偉，張一鳴，任建鵬，宋波，
申請(專利權)人：南京工業大學，
類型：發明
國別省市：
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