兩種泡沫鋁消聲器的消聲性能研究

摘 要：研究了泡沫鋁材料的制備工藝。對兩種結(jié)構(gòu)泡沫鋁消聲器消聲性能的測試結(jié)果表明，泡沫鋁在消除空氣動力噪聲方面有優(yōu)越的性能。
關(guān)鍵詞：泡沫鋁；消聲器；滲流鑄造法

泡沫鋁是一種應(yīng)用范圍日趨廣泛的新型功能材料[1,2]，其特殊的多孔結(jié)構(gòu)、性能及廣泛的應(yīng)用前景，吸引了日本、美國及西歐眾多研究者的重視。利用泡沫鋁寬頻吸聲的特點，研制用于消除空氣動力噪聲場合的消聲器，對于降低環(huán)境噪聲，改善生存環(huán)境具有很大的實際意義。我們在多年的實踐及在某些高技術(shù)領(lǐng)域已經(jīng)獲得應(yīng)用的基礎(chǔ)上，利用上壓滲流鑄造法，制備出兩種泡沫鋁消聲裝置，并進行了消聲性能檢測。結(jié)果表明，泡沫鋁在消除空氣噪聲方面具有不可替代的優(yōu)越性，有良好的應(yīng)用前景。
2 試驗
2.1 泡沫鋁滲流制備方法的改進及滲流顆粒的選擇
本研究共試用了兩種泡沫鋁滲流制備方法：低壓滲流鑄造法[3]和上壓滲流鑄造法。通過比較，最后選擇了上壓滲流鑄造法，其原理如圖1所示。
與低壓滲流法相比，上壓滲流法具有簡單、快捷、便于批量生產(chǎn)的特點。在制備泡沫鋁時，首先將嵌套內(nèi)的滲流顆粒緊實，然后連嵌套一起放入預(yù)熱爐中預(yù)熱，待到達預(yù)熱溫度后取出，套上鋼套，迅速將鋁液由上口澆入，然后蓋上加壓蓋板，啟動加壓氣閥，鋁液在氣壓驅(qū)動下滲入顆粒間隙中，待冷卻后取出。將滲流顆粒與鋁液凝固后的復(fù)合體加工成規(guī)定尺寸，浸入水中去除可溶性的滲流顆粒，即可得到泡沫鋁樣品。該方法操作簡單，預(yù)熱速度快，生產(chǎn)率及成品率高，安全性好，設(shè)備投資小，便于機械化生產(chǎn)。
圖1 上壓滲流鑄造法原理圖
Fig 1 Principle map of upper-pressingInfiltration casting methed
在用上壓滲流鑄造法制備泡沫鋁時，滲流顆粒的選擇是關(guān)鍵，耐溫和水溶性好是兩個重要的基本特性。在以前的滲流鑄造方法中，普遍采用食鹽的滲流顆粒，而由于食鹽內(nèi)含有結(jié)晶水，在預(yù)熱過程中會發(fā)生破碎，導(dǎo)致樣品孔徑變化，孔洞結(jié)構(gòu)不均勻，同時會增加顆粒的去除難度。為克服以上不足，本研究篩選出一種新的滲流顆粒，經(jīng)預(yù)處理后，破碎篩分成各種尺寸的顆粒。該種顆粒可耐1000℃的高溫不變形，水溶性很好，能迅速去除，而且可以重復(fù)使用。
2.2 消聲器模擬測試裝置

依據(jù)GB4760-84《消聲器測量方法》，對兩種結(jié)構(gòu)的泡沫鋁消聲器作對比試驗，分別測量兩種結(jié)構(gòu)消聲器的A計權(quán)插入損失。兩種結(jié)構(gòu)的消聲器的結(jié)構(gòu)簡圖如圖2、3所示。檢測系統(tǒng)框圖如圖4所示。