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本文在某高技术目标拉动下,以高效消声器为目标,研究周期调制结构通孔多孔铝合金。多孔铝是以铝或铝合金为骨架,含大量孔洞结构的金属材料,可分为通孔和闭孔铝两种。多孔铝实现了金属材料的轻质高比强、消卢、阻尼吸能、散热等多功能兼容的特点,多性能的组合使其应用范围远超单一功能材料,由于在某些领域成功应用,使其成为高技术前沿热点材料之一。
为了获得高效消声器,从单一结构通孔多孔铝合金发展新型调制通孔多孔铝合金,调制结构有三种方法包括周期、梯度、混合,本文以周期调制结构为研究对象。选用多角形食盐颗粒和ZL111合金,采用熔体负压渗流法制备出周期结构通孔铝合金,样品在在纵切面上由于接触层的孔径大小不相同,存在一小尺寸的混合复合层,使得此处孔隙率有所提高。
对周期结构通孔铝合金进行准静态压缩实验,研究了孔隙率、层顺序、孔径、周期数目对样品压缩力学性能的影响,在此基础上讨论样品的能量吸收性能。结果表明,样品在宽应变范围内具备高的理想吸能效率,是一种优良的吸能材料:采用固溶时效处理以提高材料的力学性能与吸能能力,但对理想吸能效率的影响较小。
根据声阻抗渐变原理,吸声和消声二者声学原理相同,只是消声需考虑流通性,因而需孔径较大,吸声则相反,从而易于从吸卢性能入手研究。应用管测法测定周期结构通孔铝合金的吸声系数。结果表明,频率仍然是影响周期结构通孔铝合金最主要因素,入射端的选择、周期层数目、厚度、空腔对样品的吸声能力和初始吸声峰的位置都有所影响;与均质通孔铝合金相比,以大孔端入射时,周期结构通孔铝合金在高频段的吸声能力更为优异。