两种泡沫铝消声器的消声性能研究

摘 要：研究了泡沫铝材料的制备工艺。对两种结构泡沫铝消声器消声性能的测试结果表明，泡沫铝在消除空气动力噪声方面有优越的性能。
关键词：泡沫铝；消声器；渗流铸造法

泡沫铝是一种应用范围日趋广泛的新型功能材料[1,2]，其特殊的多孔结构、性能及广泛的应用前景，吸引了日本、美国及西欧众多研究者的重视。利用泡沫铝宽频吸声的特点，研制用于消除空气动力噪声场合的消声器，对于降低环境噪声，改善生存环境具有很大的实际意义。我们在多年的实践及在某些高技术领域已经获得应用的基础上，利用上压渗流铸造法，制备出两种泡沫铝消声装置，并进行了消声性能检测。结果表明，泡沫铝在消除空气噪声方面具有不可替代的优越性，有良好的应用前景。
2 试验
2.1 泡沫铝渗流制备方法的改进及渗流颗粒的选择
本研究共试用了两种泡沫铝渗流制备方法：低压渗流铸造法[3]和上压渗流铸造法。通过比较，最后选择了上压渗流铸造法，其原理如图1所示。
与低压渗流法相比，上压渗流法具有简单、快捷、便于批量生产的特点。在制备泡沫铝时，首先将嵌套内的渗流颗粒紧实，然后连嵌套一起放入预热炉中预热，待到达预热温度后取出，套上钢套，迅速将铝液由上口浇入，然后盖上加压盖板，启动加压气阀，铝液在气压驱动下渗入颗粒间隙中，待冷却后取出。将渗流颗粒与铝液凝固后的复合体加工成规定尺寸，浸入水中去除可溶性的渗流颗粒，即可得到泡沫铝样品。该方法操作简单，预热速度快，生产率及成品率高，安全性好，设备投资小，便于机械化生产。
图1 上压渗流铸造法原理图
Fig 1 Principle map of upper-pressingInfiltration casting methed
在用上压渗流铸造法制备泡沫铝时，渗流颗粒的选择是关键，耐温和水溶性好是两个重要的基本特性。在以前的渗流铸造方法中，普遍采用食盐的渗流颗粒，而由于食盐内含有结晶水，在预热过程中会发生破碎，导致样品孔径变化，孔洞结构不均匀，同时会增加颗粒的去除难度。为克服以上不足，本研究筛选出一种新的渗流颗粒，经预处理后，破碎筛分成各种尺寸的颗粒。该种颗粒可耐1000℃的高温不变形，水溶性很好，能迅速去除，而且可以重复使用。
2.2 消声器模拟测试装置

依据GB4760-84《消声器测量方法》，对两种结构的泡沫铝消声器作对比试验，分别测量两种结构消声器的A计权插入损失。两种结构的消声器的结构简图如图2、3所示。检测系统框图如图4所示。