声学复合材料及其方法技术

本公开提供一种声学复合材料。所述声学复合材料包括具有在约100瑞利至约150,000瑞利范围内的流动阻力的第一多孔层。所述声学复合材料还包括具有在约100瑞利至约150,000瑞利范围内的流动阻力的第二多孔层。所述声学复合材料还包括与所述第一多孔层和所述第二多孔层中的至少一者相邻的穿孔膜。所述穿孔膜包括第一表面和与所述第一表面相反的第二表面。所述穿孔膜还包括多个通孔的图案化布置，所述多个通孔各自独立地从第一开口端延伸至第二开口端，所述第一表面包括所述第一开口端，所述第二表面包括所述第二开口端。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】声学复合材料及其方法
技术介绍
声学材料用于各种应用中。此类材料可由选择用于降低传输或吸收声音的各种组分制成。随着对声学吸收体和处理的需求增加，期望构造绝缘材料，该绝缘材料可用于有效降低传输或吸收较宽频谱内的声音，包括使用常规多孔材料无法获得的期望的低频范围的改善。
技术实现思路
本公开提供一种声学复合材料。所述声学复合材料包括具有在约100瑞利至约150,000瑞利范围内的流动阻力的第一多孔层。所述声学复合材料还包括具有在约100瑞利至约150,000瑞利范围内的流动阻力的第二多孔层。所述声学复合材料还包括与所述第一多孔层和所述第二多孔层中的至少一者相邻的穿孔膜。所述穿孔膜包括第一表面和与所述第一表面相反的第二表面。所述穿孔膜还包括多个通孔的图案化布置，所述多个通孔各自独立地从第一开口端延伸至第二开口端，所述第一表面包括所述第一开口端，所述第二表面包括所述第二开口端。本公开还提供一种声学复合材料。所述声学复合材料包括第一多孔层和任选地第二多孔层。所述多孔层独立地包含选自以下的材料：泡沫、半结晶纤维、熔喷纤维、玻璃纤维、含氟聚合物纤维以及它们的混合物。所述第一多孔层和所述第二多孔层中的至少一者独立地具有在约100瑞利至约150,000瑞利范围内的流动阻力和可变密度，所述可变密度由具有第一密度的第一部分和相对于所述第一部分横向间隔开的第二部分限定，所述第二部分具有不同于所述第一密度的第二密度。本公开还提供一种声学复合材料。所述声学复合材料包括具有第一密度以及在约100瑞利至约150,000瑞利范围内的流动阻力的第一多孔层。所述声学复合材料还包括具有第二密度以及在约100瑞利至约150,000瑞利范围内的流动阻力的第二多孔层。所述第一多孔层和所述第二多孔层中的至少一者独立地包含选自以下的材料：泡沫、半结晶纤维或它们的混合物，并且具有可变密度。所述声学复合材料还包括与所述第一多孔层和所述第二多孔层中的至少一者相邻的穿孔膜。所述穿孔膜包括第一表面和相反的第二表面。所述穿孔膜还包括多个锥形通孔，所述多个锥形通孔从由所述第一表面限定的第一开口端延伸至由所述第二表面限定的第二开口端，所述第一开口端的第一直径大于第二开口端的第二直径。所述锥形通孔的所述第一开口端和所述第二开口端各自具有由大致圆形外缘或多边形外缘限定的轮廓。本公开还提供一种包含声学复合材料的组件。所述声学复合材料包括具有在约100瑞利至约150,000瑞利范围内的流动阻力的第一多孔层。所述声学复合材料还包括具有在约100瑞利至约150,000瑞利范围内的流动阻力的第二多孔层。所述声学复合材料还包括与所述第一多孔层和所述第二多孔层中的至少一者相邻的穿孔膜。所述穿孔膜包括第一表面和与所述第一表面相反的第二表面。所述穿孔膜还包括多个通孔的图案化布置，所述多个通孔各自独立地从第一开口端延伸至第二开口端，所述第一表面包括所述第一开口端，所述第二表面包括所述第二开口端。所述组件还包括分别与所述声学复合材料的所述第一多孔层和所述第二多孔层相邻的第一面板和第二面板。本公开还提供一种使用声学复合材料的方法。所述声学复合材料包括具有在约100瑞利至约150,000瑞利范围内的流动阻力的第一多孔层。所述声学复合材料还包括具有在约100瑞利至约150,000瑞利范围内的流动阻力的第二多孔层。所述声学复合材料还包括与所述第一多孔层和所述第二多孔层中的至少一者相邻的穿孔膜。所述穿孔膜包括第一表面和与所述第一表面相反的第二表面。所述穿孔膜还包括多个通孔的图案化布置，所述多个通孔各自独立地从第一开口端延伸至第二开口端，所述第一表面包括所述第一开口端，所述第二表面包括所述第二开口端。所述方法包括将所述多个通孔的所述第一开口端暴露于噪声源。本公开还提供一种制备声学复合材料的方法。所述声学复合材料包括具有在约100瑞利至约150,000瑞利范围内的流动阻力的第一多孔层。所述声学复合材料还包括具有在约100瑞利至约150,000瑞利范围内的流动阻力的第二多孔层。所述声学复合材料还包括与所述第一多孔层和所述第二多孔层中的至少一者相邻的穿孔膜。所述穿孔膜包括第一表面和与所述第一表面相反的第二表面。所述穿孔膜还包括多个通孔的图案化布置，所述多个通孔各自独立地从第一开口端延伸至第二开口端，所述第一表面包括所述第一开口端，所述第二表面包括所述第二开口端。所述方法包括将所述穿孔膜定位成与所述第一多孔层和所述第二多孔层中的至少一者相邻。所述方法还包括任选地将所述穿孔膜联接到所述第一多孔层和所述第二多孔层中的至少一者。根据本公开的各种实施方案提供特定优势，这些优势中的至少一些是预料不到的。例如，根据本公开的一些实施方案，所述声学复合材料可包括穿孔膜，该穿孔膜包括根据预定图案布置的多个通孔。根据本公开的一些实施方案，可根据孔设计和分布来描述图案。根据本公开的一些实施方案，与具有随机通孔分布的对应复合材料相比，图案化布置可有助于改善复合材料的声学性能。例如，根据本公开的一些实施方案，通孔的尺寸和布置可被设定成提供相对于穿孔膜的相反侧上的声音改善的性能。例如，根据本公开的一些实施方案，穿孔的尺寸可被设定成优化暴露于第一侧(例如，面向车辆的内部)的声音的吸收，同时优化暴露于与第一侧相对的第二侧(例如，面向车辆的外部)的声音传输损耗。根据本公开的一些实施方案，与不含包括根据预定图案布置的多个通孔的穿孔膜和具有可变密度的多孔层中的至少一者的对应声学复合材料相比，声学复合材料的透射率损耗增加。根据本公开的一些实施方案，穿孔膜可放置在阻燃材料之间，并且包含不具有阻燃性但具有比对应的阻燃性材料更好的声学性能的材料。根据本公开的一些实施方案，与穿孔膜相邻的多孔层的密度局部增加或减小，以获得可变密度。与不含具有可变密度的多孔层的对应声学复合材料相比，可变密度可增加声学复合材料的声学性能。根据本公开的一些实施方案，多孔层的可变密度可有助于优化多孔层的重量和厚度，这可有助于使声学复合材料更适于其中可存在重量和尺寸限制的航空航天应用。根据本专利技术的一些实施方案，优化和控制多孔层和声学复合材料整体厚度的能力可允许设计者将具有更大密度或厚度的多孔层区域定位在车辆经受高水平的特定噪声诸如低频噪声的区域附近。另外，根据本公开的一些实施方案，多孔层的可变密度可在单个多孔层内实现。根据本公开的一些实施方案，这可不同于必须设计包括多孔层的复合材料，该多孔层联接到具有不同密度的多孔材料的第二层以便获得可变密度或密度梯度。根据本公开的一些实施方案，在整个多孔层厚度上，密度或密度梯度的任何变化均可在一个多孔层内实现。根据本公开的一些实施方案，与不含具有可变密度的至少一个多孔层的对应声学复合材料相比，在同一多孔层内实现可变密度或密度梯度的能力可导致声学复合材料的厚度减小以及重量降低。例如，根据本公开的一些实施方案，与不含至少一个多孔层或包括各自具有均匀密度的多个堆叠多孔层的对应声学复合材料相比，包括具有可变密度的至少一个多孔层的声学复合材料可具有基本上相同或更好的声学性能。根据本公开的一些示例，对应声学复合材料的厚度以及重量可在所公开的包括具有可变密度本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种声学复合材料，所述声学复合材料包括：/n第一多孔层，所述第一多孔层具有在约100瑞利至约150,000瑞利范围内的流动阻力；/n第二多孔层，所述第二多孔层具有在约100瑞利至约150,000瑞利范围内的流动阻力；以及/n穿孔膜，所述穿孔膜与所述第一多孔层和所述第二多孔层中的至少一者相邻，所述穿孔膜包括：/n第一表面，/n第二表面，所述第二表面与所述第一表面相反，以及/n多个通孔的图案化布置，所述多个通孔各自独立地从第一开口端延伸至第二开口端，所述第一表面包括所述第一开口端，所述第二表面包括所述第二开口端。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171006 US 62/569,1131.一种声学复合材料，所述声学复合材料包括：
第一多孔层，所述第一多孔层具有在约100瑞利至约150,000瑞利范围内的流动阻力；
第二多孔层，所述第二多孔层具有在约100瑞利至约150,000瑞利范围内的流动阻力；以及
穿孔膜，所述穿孔膜与所述第一多孔层和所述第二多孔层中的至少一者相邻，所述穿孔膜包括：
第一表面，
第二表面，所述第二表面与所述第一表面相反，以及
多个通孔的图案化布置，所述多个通孔各自独立地从第一开口端延伸至第二开口端，所述第一表面包括所述第一开口端，所述第二表面包括所述第二开口端。


2.根据权利要求1所述的声学复合材料，其中所述第一多孔层和所述第二多孔层中的至少一者具有独立地在约3mm至约75mm范围内的厚度。


3.根据权利要求1或2中任一项所述的声学复合材料，其中所述第一多孔层和所述第二多孔层中的至少一者的流动阻力独立地在约300瑞利至约150,000瑞利的范围内。


4.根据权利要求1至3中任一项所述的声学复合材料，其中所述穿孔膜具有至少500MPa的挠曲模量。


5.根据权利要求1至4中任一项所述的声学复合材料，其中所述第一多孔层的密度和所述第二多孔层的密度独立地在约0.001g/cm3至约5g/cm3的范围内。


6.根据权利要求1至5中任一项所述的声学复合材料，其中所述第一多孔层具有由具有第一密度的第一部分和相对于所述第一部分横向间隔开的第二部分限定的可变密度，所述第二部分具有不同于所述第一密度的第三密度。


7.根据权利要求1至6中任一项所述的声学复合材料，其中至少一个通孔为锥形的。


8.根据任何权利要求7所述的声学复合材料，其中至少一个通孔，所述第一开口端的第一直径在所述第二开口端的第二直径的约2倍至约10倍的范围内。


9.根据权利要求1至8中任一项所述的声学复合材料，其中所述多个通孔限定在所述穿孔膜的总体积的约0.1％至约10％范围内的空隙体积。


10.根据权利要求1至9中任一项所述的声学复合材料，其中相邻通孔的中心之间的距离独立地在约0.05mm至约5mm的范围内。


11.根据权利要求1至10中任一项所述的声学复合材料，其中所述穿孔膜包含选自以下的材料：乙酸酯、丙烯酸酯、聚烯烃、聚丙烯、含氟聚合物、聚酰胺、聚酰亚胺、聚醚酰亚胺、聚苯硫醚、聚碳酸酯、它们的共聚物以及它们的混合物。


12.根据权利要求1至10中任一项所述的声学复合材料，其中所述穿孔膜直接联接到所述第一多孔层和所述第二多孔层中的至少一者。


13.根据权利要求1至10中任一项所述的声学复合材料，其中所述穿孔膜与所述第一多孔层和所述第二多孔层中的至少一者间隔开，并且在所述穿孔膜与所述第一多孔层和所述第二多孔层中的所述至少一者之间限定气隙。


14.一种声学复合材料，所述声学复合材料包括：
第一多孔层，所述第一多孔层具有第一密度...

【专利技术属性】
技术研发人员：塔季扬娜·斯特岑科，吴平凡，乔纳森·H·亚历山大，
申请(专利权)人：三M创新有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US