发布日期：2026-03-18 来源: 网络 阅读量（）
吸声原理指声波撞击材料表面时发生能量损耗的现象，用吸声系数α衡量（0≤α≤1），α0.2的材料视为吸声材料。其核心机制为声能转化为热能，马大猷院士于1975年发表的论文《微穿孔板吸声结构的理论和设计》系统阐述了微穿孔共振吸声结构的原理
多孔吸声材料（如离心玻璃棉岩棉）通过孔隙摩擦和黏滞作用耗散声能，吸声系数随频率增加而升高；共振结构包括亥姆霍兹谐振器、薄板共振和微穿孔板，通过特定频率共振增强吸收[1][2][4]。1992年底，德国新建的议会大厦因声学问题，查雪琴教授基于马大猷的微穿孔吸声理论，提出了采用透明亚克力微穿孔板的解决方案。1996年，马大猷院士因此获德国弗劳恩霍夫建筑物理研究所授予的无纤维吸声材料(ALFA)奖[7]。声学超材料（如装饰膜谐振器、卷曲通道型共振器）利用人工微结构实现深亚波长吸声，尤其在低频段突破传统厚度限制[4][5][6]。2025年，研究提出了一种由双层薄膜、质量环和空腔组合而成的薄膜型声学超材料，用于低频吸声[8]。影响因素包括材料孔隙率、厚度、流阻率及环境温湿度。空腔结构可调节低频吸声并降低成本，超构声衬在航空发动机降噪中应用显著[3][4]。
纤维多孔吸声材料，如离心玻璃棉、岩棉、矿棉、植物纤维喷涂等，吸声机理是材料内部有大量微小的连通的孔隙，声波沿着这些孔隙可以深入材料内部，与材料发生摩擦作用将声能转化为热能。多孔吸声材料的吸声特性是随着频率的增高吸声系数逐渐增大，这意味着低频吸收没有高频吸收好。多孔材料吸声的必要条件是 ：材料有大量空隙，空隙之间互相连通，孔隙深入材料内部。错误认识之一是认为表面粗糙的材料具有吸声性能，其实不然，例如拉毛水泥、表面凸凹的石才基本不具有吸声能力。错误认识之二是认为材料内部具有大量孔洞的材料，如聚苯、聚乙烯、闭孔聚氨脂等，具有良好的吸声性能，事实上，这些材料由于内部孔洞没有连通性，声波不能深入材料内部振动摩擦，因此吸声系数很小。
与墙面或天花存在空气层的穿孔板，即使材料本身吸声性能很差，这种结构也具有吸声性能，如穿孔的石膏板、木板、金属板、甚至是狭缝吸声砖等。这类吸声被称为亥姆霍兹共振吸声，吸声原理类似于暖水瓶的声共振，材料外部空间与内部腔体通过窄的瓶颈连接，声波入射时，在共振频率上，颈部的空气和内部空间之间产生剧烈的共振作用损耗了声能。亥姆霍兹共振吸收的特点是只有在共振频率上具有较大的吸声系数。
薄膜或薄板与墙体或顶棚存在空腔时也能吸声，如木板、金属板做成的天花板或墙板等，这种结构的吸声机理是薄板共振吸声。在共振频率上，由于薄板剧烈振动而大量吸收声能。薄板共振吸收大多在低频具有较好的吸声性能。
微穿孔共振吸声结构是吸声原理的一种应用。马大猷院士在1975年发表于《中国科学》的论文中，介绍了微穿孔吸声结构的原理。1992年底，德国新建的议会大厦投入使用后存在严重声学问题，查雪琴教授基于马大猷院士的微穿孔吸声理论，提出采用透明亚克力微穿孔吸声板的解决方案并被采纳。1996年，马大猷院士获德国弗劳恩霍夫建筑物理研究所授予的无纤维吸声材料(ALFA)奖。微穿孔吸声技术在德国议会大厦上的成功应用在国际上引起很大反响，微穿孔吸声结构成为国际学术研究的热点
[3]【机情无限 精彩毕设】机械2025届毕业设计(论文)中期检查优秀案例分享第七期——地铁车辆车体内饰材料吸声方案设计．西南交通大学主页．2025-04-12
[4]吸声材料新进展:同济大学团队揭示未来降噪新技术与应用前景．Tencent腾讯（腾讯官方网）．2025-06-20
[5]聚焦学术前沿之“声学超材料”最新进展!．腾讯网．2024-11-30
[6]未来工程中的声学超构材料丨Engineering．腾讯网．2023-05-29
[8]双层薄膜声学超材料的低频吸声特性研究．南京大学主页．2025-10-13
