随着现代工业和交通运输业的快速发展,日常生活的环境中噪声污染问题已变得日益突出,已成为国家国防、经济和社会发展中亟待解决的关键问题。多孔吸声材料作为吸声降噪最为有效的材料之一,但对于低频噪声和复杂的噪声环境显得其吸收能力不足。因此,克服传统多孔吸声材料的这些功能缺陷,改善其低频吸声性能对噪声污染控制具有重要的研究意义和工程价值。本文以磁性聚氨酯泡沫为研究对象,以改善其低频吸声性能为主要研究目的,探讨其微观结构参数和宏观特征参数与吸声性能之间的关系,进行了一系列的实验和理论分析。本文主要的研究工作如下:1.阐述了噪声污染的危害,以及目前主要的噪声控制手段,指出传统材料在吸声降噪领域中应用的功能缺陷,综述了智能磁性吸声降噪材料的研究现状,明确了研究智能磁性吸声降噪材料的应用前景和迫切需求,并提出了本文主要的研究工作。2.针对多孔吸声材料低频吸声性能较差的问题,本文通过搭建磁场发生装置,采用一步全水发泡法制备各向同性/异性的磁性聚氨酯泡沫,测试其在64-1600Hz的吸声性能。结果表明,异氰酸酯比例的增加在一定程度上能够改善材料的吸声性能,且加入羰基铁粉可显著提高其在64-500Hz的吸声性能,其中当加100:70的聚醚多元醇与异氰酸酯和5wt%羟基铁粉时,其低频吸声性能最佳,平均吸声系数能够达到0.201。各向同性泡沫的平均吸声系数会随着羰基铁粉质量分数的增加先增加后减小,但均好于聚氨酯泡沫,当加入15wt%的羰基铁粉时,在64-500Hz的平均吸声系数能够达到0.221,较聚氨酯泡沫提升了64.9%。各向异性泡沫的吸声性能会随着磁场强度的增加而变得越来越差,甚至其低频段的吸声性能比聚氨酯泡沫还要差。因此,磁性聚氨酯泡沫其吸声性能为各向同性的最好,各向异性的最差。3.为探究微观结构参数与吸声性能之间的关系,本文采用电子扫描显微镜对泡沫材料的微观结构进行观察,建立了代表性单元几何模型,并使用Image Pro Plus对微观结构参数进行统计分析。结果表明,孔腔直径为700-900um,孔直径为200-255um时,磁性聚氨酯泡沫会具有较好的吸声性能。64-500Hz低频吸声性能会随着骨架厚度和网状率的增加而改善,但全频段的平均吸声系数会随着骨架长度和缝隙宽度的增加而变差。4.为研究磁性聚氨酯泡沫的宏观特征参数对其吸声性能的影响,本文通过建立基于特征参数的吸声模型,对磁性聚氨酯泡沫的吸声机理进行描述,并采用最小二乘法对特征参数值进行辨识。结果表明,流阻率增加和黏性特征长度减小可以改善材料的低频吸声性能。异氰酸酯比例的增大会提高孔隙率以及减小黏性特征长度;羰基铁粉可提高流阻率和孔隙率,但流阻率会随着羰基铁粉质量分数增加而降低;磁场强度增加会降低其流阻率、孔隙率,增大热性特征长度。因此,增加异氰酸酯比例和加入适量的羰基铁粉可以提高磁性聚氨酯泡沫的低频吸声性能。5.为验证宏观特征参数辨识值的有效性,本文通过搭建流阻率和孔隙率实验测量装置,对磁性聚氨酯泡沫的流阻率和孔隙率分别进行测量,测量结果与辨识结果相比,其变化趋势具有很好的一致性,同时两者之间的相对误差均在±20%以内,因此本文提出的特征参数辨识方法是可行的。