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无声战机—金属泡沫在高温环境喷气发动机中吸收声音

来源:材料科技在线|

发表时间:2018-08-11

点击:20223

镍基超合金开孔泡沫的扫描电子显微照片。图片来源:新加坡制造技术研究所


      新的研究表明,高温合金泡沫可以更好的吸收船舶和飞机发动机的噪音。


      喷气飞机的发动机和排气系统是飞机的主要噪音源,但喷气发动机的工作温度对于通常用于消音的材料(例如聚合物泡沫)来说超过了它们的工作温度。降低飞机发动机噪音一种可能性是将常规隔音与极其耐热的金属超合金结合起来,这种方法在喷气涡轮机叶片已经得到了应用。


      A * STAR的新加坡制造技术研究所的Wei Zhai和Xu Song及其同事们表示,常规的聚合物泡沫可作为制造耐热隔音高温合金金属泡沫的模板。该团队开发了一种技术,在该技术中,他们将镍基高温合金的浆料涂覆到聚合物泡沫上,然后烧掉聚合物,留下开孔金属泡沫,其结构与原始聚合物相同。Zhai表示廉价的聚氨酯家用清洁海绵可作为金属泡沫的良好模板。


      A * STAR高性能计算研究所的 Xiang Yu和Fangsen Cui合作开发了一种预测模型,用于优化金属泡沫的孔隙结构以满足特定的需求。首先,他们通过在具有多种孔隙率和孔隙尺寸的聚合物模板上涂覆它们来生产一系列金属泡沫结构。然后研究人员测试了这些金属泡沫的声学特性,得到了不同孔隙结构的泡沫如何吸收声音的数据。该数据构成了预测模型的基础。


     该研究团队发现,通常当孔隙较小时,吸声效果更好。孔隙越小,声波在材料中传递的路径越长,从而传递时间增长,传递变得困难,材料通过将其转换为热量来抑制声能。这种现象称为热粘性效应


      Zhai表示下一步的工作是更好地控制模板复制过程,以便在单个泡沫块内形成可调的孔径梯度。这种梯度金属泡沫的吸音和机械性能将得到进一步提高。除吸音外,金属泡沫还具有优异的性能 - 重量轻,不易燃,结构强度高这些特性对飞机和船舶发动机和排气部件具有巨大潜力。改进的泡沫可以用作夹层结构复合材料的核心材料,它在一个部件中同时具有机械强度和声阻尼性能。


原文来自:phys.org,原文题目:Metallic foams could soak up sound in high pressure, high temperature environments such as jet engines,由材料科技在线团队翻译整理。

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