烧结FeCrA1纤维多孔材料吸声性能分析及研究

摘要

吸声用烧结FeCrAl纤维多孔材料是金属纤维领域一个新的研究方向。烧结FeCrAl纤维多孔材料兼具FeCrAl合金和多孔结构的特点,具有诸多独特优点,如耐高温、抗氧化、耐热腐蚀、耐气流冲击性能好、使用寿命长、易加工、有效孔隙度高、性能稳定、结构具有可设计性等,同时具有稳定且优良的吸收高强度噪声的能力,因此,烧结FeCrAl纤维多孔材料是优异的航空发动机扇涡轮腔体高温声衬材料,在航空航天、国防等特殊环境中具有其它材料难以比拟的吸收高强度噪声性能。
　　 本文采用真空烧结法制备不同孔隙性能的FeCrAl纤维多孔材料,可有效控制材料的孔隙结构参数,同时还可有效避免FeCrAl纤维毡烧结时的组分挥发；重点研究了烧结FeCrAl纤维多孔材料的吸声性能,详细分析了烧结FeCrAl纤维多孔材料的声学特性参数及吸声性能参数,结果表明,在常声压和高声强两种环境中烧结FeCrAl纤维多孔材料的孔隙度、厚度及空腔三种结构参数对材料吸声性能有显著影响；为改善烧结FeCrAl纤维多孔材料的中低频吸声性能,本文对材料的孔隙结构进行了设计组合,研究了2～3层组合结构的吸声特性,得出按孔隙度由高到低排列,且各层厚度越厚材料的吸声性能越好的结论。高声强条件下(100～140dB)单层和组合结构的吸声性能研究结果表明,在此条件下的材料吸声性能不随声压级的变化而变化,说明烧结FeCrAl纤维多孔材料具有很好的吸收高声强噪声的能力。

目录

文摘

英文文摘

第1章 绪论

1.1 课题来源及研究的目的和意义

1.2 多孔材料吸声降噪机理

1.2.1 多孔材料的结构特性

1.2.2 多孔材料的吸声原理

1.2.3 影响多孔材料吸声性能的因素

1.3 金属纤维多孔材料的发展概述

1.3.1 金属纤维多孔材料的制备

1.3.2 国内外金属纤维多孔材料的发展现状

1.4 航空发动机高温声衬发展概况

1.4.1 发动机的构造及工作环境

1.4.2 发动机噪声源分析

1.4.3 高声强噪声的基础

1.4.4 航空发动机声衬简介

1.4.5 声衬的吸声原理

1.4.6 发动机声衬结构及材料的发展研究现状

1.5 本课题主要研究内容

第2章 实验方案

2.1 原材料

2.2 烧结FeCrAl纤维多孔材料制备工艺

2.2.1 纤维剪切

2.2.2 铺毡

2.2.3 配毡

2.2.4 烧结

2.2.5 平整

2.3 测试部分

2.3.1 烧结FeCrAl纤维多孔材料的扫描图像

2.3.2 烧结FeCrAl纤维多孔材料的孔结构参数的测试

2.3.3 常声压条件下对吸声性能的测试

2.3.4 高声强条件下对吸声特性的测试

2.4 本章小结

第3章 结果与分析

3.1 最大孔径和透气系数的测试结果

3.2 常声压条件下的吸声性能

3.2.1 单层材料的声学特性

3.2.2 双层结构的声学特性

3.2.3 三层结构的声学特性

3.3 高声强条件下的吸声性能

3.3.1 常声压与高声压条件下声学特性对比

3.3.2 不同声压级条件下吸声特性与声阻抗率特性

3.3.3 单层材料的吸声特性

3.3.4 双层材料复合结构的吸声特性

3.3.5 三层材料组合结构的吸声特性

3.4 烧结FeCrAl纤维多孔材料的吸声特性综合分析

3.4.1 常声压条件下的吸声特性

3.4.2 高声强条件下的吸声特性

3.4.3 用于高温声衬材料的优势和前景分析

3.5 本章小结

第4章 结论与展望

4.1 结论

4.2 展望

参考文献

致谢