由声学超材料制备的音乐录音箱

摘要

随着科技的发展与进步,噪声污染也日益严重,给人们的生产生活带来了诸多不便.除日常生活中面临的不可避免的噪声污染外,航空航海等军事领域对减振降噪的需求也日益增长,新一代减振降噪材料需要满足'宽'、'轻'、'薄'、'强'的性能要求.但一直以来,因为受质量定律的限制,传统的线性隔声材料难以解决具有特殊声波波长的低频噪声.现有隔声降噪材料存在诸多挑战,比如厚度太大、重量太重,在低频下降噪效果仍旧不理想.因而,轻质材料的低频隔声问题一直是隔声领域的瓶颈,解决减重、减厚以及低频降噪问题迫在眉睫.在本文中，提出了一种结构简单、易于实现的轻质薄膜型声学超材料隔声板，从实验上证实了它能够在100–3000 Hz的频率范围内，打破质量密度定律，有效的降低低频宽频噪声。利用薄膜系统对低频声波的高效反射，及薄膜上铁片边界区域内极高的弹性能量密度，可以大幅耗散声波能量，同时可通过调节负载质量块重量操纵低频声波，实现低频范围的减振降噪。在前期工作基础上，预计第二代隔声板是由薄膜型超材料制成的宽频减振器与常规薄基板（例如5mm厚的PVC板）组合而成的。并将隔声板直接组装成音乐箱，这种音箱将被广泛地用于音乐录音行业，特别是低成本录音室中，具有广泛的应用前景。