川西微晶白云母制备多孔吸声材料试验研究

摘要

本论文以川西微晶白云母粉体为原料，采用高温煅烧的方法制备出具有较高孔隙率和良好吸声性能的多孔材料。利用扫描电子显微镜(SEM)、万能试验机、驻波管吸声系数测试仪等对多孔吸声材料的结构和性能进行了表征，探讨了微晶白云母粉体粒径、煅烧温度及添加剂对多孔吸声材料孔结构、抗压强度、孔隙率及吸声性能的影响，结果表明:
　　(1)微晶白云母的粒径和煅烧温度对多孔材料的结构和性能有很大影响。随着煅烧温度的升高，多孔样品的孔隙率呈现先增大后减低的趋势，抗压强度则呈相反趋势。微晶白云母制备多孔吸声材料的最佳粒径为600目，最佳煅烧温度为1250℃，在此条件下制备出的多孔材料具有良好的吸声性能，最大吸声系数为0.50。
　　(2)向实验原料中添加造孔剂可以改善多孔吸声材料的孔结构和性能，而造孔剂的种类和添加量对多孔吸声材料孔结构、抗压强度、孔隙率及吸声性能有显著影响。以600目微晶白云母为原料，采用尿素和淀粉作为造孔剂制备多孔吸声材料，在1210℃～1260℃的温度范围内，随着煅烧温度的升高和造孔剂添加量的增加，多孔样品的孔隙率逐渐增大，抗压强度逐渐降低，添加尿素造孔剂的样品具有较大的孔隙率。尿素造孔剂的最佳添加量为25％，在煅烧温度为1250℃时制备的样品孔结构较好，具有良好的吸声性能，最大吸声系数为0.62。而添加淀粉造孔剂的样品吸声系数较小，吸声性能较差。
　　(3)以十二烷基硫酸钠和硫酸钙为发泡剂，采用发泡法制备多孔吸声材料。随着煅烧温度的升高，多孔样品的孔径和孔隙率先增大后减小，抗压强度先降低后升高;随着发泡剂添加量的增加，多孔样品的孔径和孔隙率逐渐增大，抗压强度逐渐降低。添加十二烷基硫酸钠和硫酸钙发泡剂制备多孔吸声材料的最佳煅烧温度为1250℃，发泡剂最佳添加量为5％。当煅烧温度为1250℃时，样品孔隙分布均匀且数量较多，添加5％十二烷基硫酸钠或硫酸钙的样品孔隙率均在80％以上，最大孔隙率分别为86.36％和84.42％。在最佳实验条件下，样品的吸声系数在低频区域(100Hz-1600Hz)变化较大，而在高频区域（1600Hz-6300Hz）内具有较宽的吸声频带，制得的多孔材料具有较好的吸声性能，添加十二烷基硫酸钠和硫酸钙发泡剂样品的最大吸声系数分别为0.56、0.85。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 引言

1．2 多孔吸声材料概述

1．2．1 吸声的理论基础

1．2．2 多孔吸声材料的吸声机理和结构特性

1．2．3 多孔吸声材料的分类

1．3 多孔吸声材料的研究及应用现状

1．3．1 吸声材料的制备方法

1．3．2 多孔吸声材料吸声性能的影响因素

1．3．3 多孔吸声材料的应用现状

1．4 本论文的研究背景及意义

1．5 本论文的研究内容

1．6 技术路线

第2章 实验

2．1 实验药品

2．2 实验仪器及设备

2．3 材料制备

2．3．1 成型

2．3．2 煅烧

2．4 测试与表征

2．4．1 X射线衍射(XRD)

2．4．2 扫描电镜分析(SEM)

2．4．3 差热分析(DSC)

2．4．4 密度和孔隙率

2．4．5 孔径

2．4．6 抗压强度测试

2．4．7 吸声性能测试

第3章 直接煅烧制备多孔吸声材料及其性能研究

3．1 引言

3．2 实验部分

3．2．1 实验原料

3．2．2 多孔材料的韦0备

3．3 结果与讨论

3．3．1 DSC分析

3．3．2 最佳煅烧温度的确定

3．3．3 最佳粒径的确定

3．3．4 XRD分析

3．3．5 体积密度和孔隙率分析

3．3．6 抗压强度分析

3．3．7 吸声性能分析

3．4 本章小结

第4章 添加造孔剂法制备多孔吸声材料工艺研究

4．1 引言

4．2 实验部分

4．2．1 实验原理

4．2．2 多孔材料的制备

4．3 结果与讨论

4．3．1 煅烧温度对样品孔结构的影响

4．3．2 造孔剂添加量对样品孔结构的影响

4．3．3 多孔材料的体积密度和孔隙率

4．3．4 添加造孔剂对多孔材料抗压强度的影响

4．3．5 添加造孔剂对多孔材料吸声性能的影响

4．4 本章小结

第5章 发泡法制备多孔吸声材料的工艺研究

5．1 引言

5．2 实验部分

5．2．1 实验原理

5．2．2 材料的制备

5．3 结果与讨论

5．3．1 煅烧温度对样品孔结构的影响

5．3．2 发泡剂添加量对样品孔结构的影响

5．3．3 发泡剂对样品孔径尺寸的影响

5．3．4 多孔材料的体积密度和孔隙率

5．3．5 添加发泡剂对多孔材料抗压强度的影响

5．3．6 添加发泡剂对多孔材料吸声性能的影晌

5．4 本章小结

结论

致谢

参考文献

攻读学位期间取得学术成果