随着工业现代化的推进，目前噪声污染已经逐渐成为世界上三大主要污染源之一，并且发展形势越来越严峻。成为影响人类生活质量的世界性难题。随着人类环保意识的增强，人们对声音环境控制要求越来越高，吸声降噪逐渐演变成为一个有关高科技应用、环保领域以及人类协调发展的综合性课题。

控制声源和采用吸声材料是目前的处理噪声的两种主要措施。控制声源即从源头上降低噪声，这种方法对设备结构、加工装配等方面有很高要求，成本相对昂贵且效果有限。相比之下，采用吸声材料则可以实现低成本高效益的效果。吸声降噪新材料性能及应用已成为世界各国竞相追逐的发展目标。
 

 吸声原理

由于声音都源于物体的振动，它引起邻近空气的振动而形成声波，并在空气介质中向四周传播。而吸音材料则是当声音传入构件材料表面时，声能一部分被反射，一部分穿透材料，还有一部由于构件材料的振动或声音在其中传播时与周围介质摩擦，由声能转化成热能，声能被损耗，即通常所说声音被材料吸收。

吸声系数

材料吸声性能的好坏，用吸声系数α表示。吸声系数α等于被材料吸收的声能（包括透射声能在内）与入射到材料的总声能之比，即

式中,E—入射到材料的总声能（J）；

Ea—材料吸收的声能（J）；

Et—透过材料的声能（J）；

Er—被材料反射的声能（J）；

r–反射系数，

吸声系数是表示吸声材料或吸声结构性能的量，不同材料具有不同的吸声能力。当α=0时，表示声能全反射，材料不吸声；当α=1时，表示材料吸收了全部声能，没有反射。一般材料的吸声系数在0-1之间，吸声系数α越大，表明材料的吸声性能越好。

吸声系数的大小除取决于材料的性能和结构外，对于同一种材料，还与声波的入射频率、入射方向有关。各种材料的吸声系数是频率的函数，因此对于不同的频率，同一材料具有不同的吸声系数。为表示方便，在工程上通常采用125Hz、250Hz、500Hz、1000Hz、2000Hz、4000Hz六个频率吸声系数的算术平均值表示某一种材料的平均吸声系数。通常，将平均吸声系数>0.2的材料称为吸声材料，平均吸声系数>0.5的材料是高效的吸声材料。

吸声材料分类

吸声材料和降噪技术有多种分类，常见的有两类：多孔吸声材料和吸声结构。

1、多孔吸声材料

多孔吸声材料的构造特征是材料内部有大量的微孔和间隙，而且这些微孔应尽可能细小并在材料内部是均匀分布的。材料内部的微孔应该是互相贯通的，而不是密闭的，单独的气泡和密闭间隙不起吸声作用。微孔向外敞开，使声波易于进入微孔内。

当一定量的声波从外界入射到材料外部时，材料表面就将一部分声波反射掉了，与此同时进入到材料内部声波会在传输过程中形成运动，引起空隙中空气的振动，由于空气的黏滞阻力、空气与孔壁的摩擦和热传导作用等，使相当一部分声能转化为热能而被损耗，从而达到吸声的目的。在实际生产中，很多材料通过粘滞和热传导将声能逐步耗散尽;孔隙内部结构的变化也会使得声能衰减直到消失。

多孔吸声材料的吸声特性主要是针对高频声音，所以我们从感官上体验多孔吸声材料的吸声效果是非常明显且有效的。
当前，多孔吸声材料基本上分为纤维状吸声材料、泡沫状吸声材料以及颗粒状吸声材料等几种。

（1）上个世纪，社会生产生活中主要使用有机纤维吸声材料。比如棉麻、草本等植物类纤维制品。这些天然有机材料在一定范围内吸声性能较好，但由于受自然环境和材料属性影响，比较容易受湿，防火性能较差。经过不断探索，无机纤维材随之问世，但其纤维性脆，使用时容易折断形成粉尘飘散，容易对环境造成污染，且对人体皮肤、呼吸系统有一定危害。紧随其后，推出了金属纤维材料且应用较广。这种材料在高频吸声性能、抗破坏能力强等特点被认可。其刚性体、强度高，长时间使用也不易老化，对环境没有其他污染。

（2）泡沫吸声材料主要为金属材料、高分子材料、无机材料和有机无机复合材料，现代应用较多的是泡沫塑料。它的长处是容重小、导热系数小、质软。缺点是易老化、耐火性差，易破碎。对中高频声波的吸收较好，对低频声波的吸收比较差。

（3）颗粒状材料低成本、重量轻、吸收频带宽，在低频范围内吸收效果良好。现在，某种空心的金属颗粒、耐火的陶瓷颗粒被发现。陆续研制出多种多孔合成物制品，其低成本、制作流程方便，应用较为广泛，如楼体外墙、各种管线外壳包装等。

2、吸声结构

要想达到好的吸声效果，除了要选择性能良好的吸声材料外，还要考虑到吸声结构的选用。如果想获得较好的低频吸声效果，就要采取一定的吸声结构，以此来补充多孔材料在低频时吸声性能的欠缺。目前，经常用的吸声结构一般有薄板共振吸声结构、穿孔板共振吸声结构、薄膜震动型、微穿孔板吸声结构和空间吸体等几种。

（1）薄板共振吸声结构。一般情况下，薄板共振结构的共振频率约在80-300Hz的低频范围内，低频吸声性能良好。例如，把一个不透气的薄层材料质板四周加固，在材料一侧内部留出相对厚度的空气层，就形成薄板共振吸声器。当某种声波射进的频率时，如果与材料本身振动系统的频率相同时就会发生共振，这时候，材料的吸声效果就会非常的明显。

（2）穿孔板吸声结构。当选用的材料结构是由许多个单个共振器并联而成的，这种就是穿孔板吸声结构。这类材料在中高频吸声方面性能较好。由于单个共振器的构造材料吸声频带很窄，在现代社会生产中，多数情况下都选择使用组合共振器。

（3）薄膜震动型吸声结构。这种类型结构通常与其它材料附着在一起，以提高其吸声性能，这种结构在中频吸声性能上较好。

（4）微穿孔板。是一种吸声频率宽度优于常规穿孔共振吸声结构。属于低声质量、高声阻的共振吸声结构，吸声系数和吸声带宽好于穿孔板吸声结构，这种材料是为适应恶劣环境而开发的。

（5）空间吸声体。将某些吸声材料设计成多种几何形状，如锥体、柱体、六面体等，挂在产生声能密度大的位置，通过材料内部结构与外部的有效结合，提高吸声材料效果。

应用

吸声材料和吸声结构的作用：

1、缩短和调整混响时间；

2、控制反射声；

3、消除回声；

4、改善音质，改变声场分布。

因此，吸音材料通常用于室内音量、音质的控制。一般房间体积越大，混响时间越长，语言清晰度越差，为了保证语言清晰度，需要在室内做吸声，控制混响时间。如礼堂、教室、体育场，电影院。

对于吸音材料用于音乐建筑要求会严格一些。吸音材料的使用要保证声音一定的丰满度和适当延长混响时间。为了防止回声、声反馈、声聚焦等声学缺陷，在后墙面、二层眺台栏杆面、侧墙面及局部都可使用吸音材料。在建筑声环境的设计中采用的吸音材料，还需要需要综合考虑材料的使用，包括吸声性能以及装饰性、强度、防火、吸湿、加工等多方面。

未来发展期望

各类吸声材料特色和使用价值均不相同，单一材料的吸声特性有一定的局限性，将性能不同的纤维材料进行复合使用，使它们优势互补已成为当前吸声材料发展的主流。当然，质轻、耐用性好的金属纤维仍是吸声材料领域发展的趋势。一些具有特殊结构的吸声材料也引起高度重视，将吸声材料绿色化、轻薄化、高效化将是今后吸声材料的发展目标。