一種吸音降噪陶瓷組件的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種吸音降噪陶瓷組件。所述吸音降噪陶瓷組件包括至少一個吸音降噪陶瓷單元；所述吸音降噪陶瓷單元為多通道蜂窩陶瓷，所述多通道蜂窩陶瓷的通道內(nèi)壁為多孔結(jié)構(gòu)。本發(fā)明產(chǎn)品具有優(yōu)良的吸音降噪功能，適用于室內(nèi)外的吸音空間，特別是在高速公路、高速鐵路、隧道、地鐵等戶外吸音降噪工程中使用，具有吸音降噪效果顯著，施工方便，耐候性好，環(huán)保等優(yōu)點。
【專利說明】一種吸音降噪陶瓷組件
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及無機非金屬材料中的陶瓷材料領(lǐng)域和聲學【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是具有吸音降噪功能的陶瓷組件。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著高速公路、高速鐵路、城市地鐵交通的發(fā)展，交通車輛的行進速度越來越快，由此所產(chǎn)生的噪音越來越高，對道路兩旁的居民的生產(chǎn)生活影響越來越大，因此，道路的吸音降噪成為一個很有發(fā)展前景的重要的課題。目前，道路吸音降噪的主要技術(shù)措施是在道路兩邊安裝隔音墻，使用的材料有玻璃、塑膠、金屬、巖棉(石棉)板、珍珠巖板、多孔陶瓷板等等，但在實際使用中都存在著較大的不足:對玻璃、金屬、塑膠材料來說，由于它們材質(zhì)致密，表面光滑，因而對聲音的吸收很少，只是對噪聲起一個遮擋作用，大量的噪聲還是向空中擴散，吸音降噪的效果并不理想，而且金屬和塑膠在露天下存在被腐蝕和老化的問題，使用壽命較短。對巖棉(石棉)板、珍珠巖板而言，雖然它們的孔隙率較高，吸音效果比致密材料要好，但也存在強度不高，易破損的問題，而且?guī)r棉板風化后會飄散有毒的纖維粉塵，破壞周圍環(huán)境。多孔陶瓷板的強度高，露天耐候性好，是很有發(fā)展前景的戶外吸音降噪材料，但目前吸音降噪的效果仍不理想，施工成本高，還未得到廣泛的應用。本發(fā)明所制備的吸音降噪陶瓷組件具有很好的吸音降噪效果，強度高、質(zhì)量輕，戶外耐候性好，可以很好地克服以上問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的 在于采用多孔陶瓷材料，制備具有特殊蜂窩陶瓷結(jié)構(gòu)的吸音降噪陶瓷組件，通過科學的組合安裝，來改善陶瓷組件的吸音降噪效果。
[0004]為達此目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
[0005]一種吸音降噪陶瓷組件，所述吸音降噪陶瓷組件包括至少一個吸音降噪陶瓷單元；所述吸音降噪陶瓷單元為多通道蜂窩陶瓷，所述多通道蜂窩陶瓷的通道內(nèi)壁為多孔結(jié)構(gòu)。
[0006]將所述吸音降噪陶瓷組件的通道口一端面向噪音源進行安裝。由于本發(fā)明所述的吸音降噪陶瓷組件的孔道面積大、瓷壁面積小，因此大部分噪音能夠順利進入通道。同時，由于通道內(nèi)壁為多孔結(jié)構(gòu)，進入通道的噪音被瓷壁多次反射、吸收，最終能量完全消耗。利用這種原理，本發(fā)明所述吸音降噪陶瓷組件可以達到良好的吸音降噪效果。
[0007]以下為本發(fā)明所述吸音降噪陶瓷組件的優(yōu)選形式。
[0008]本發(fā)明通過將多個所述的吸音降噪陶瓷單元平面或曲面排布后形成吸音降噪陶瓷組件。
[0009]在工程設計和施工中，可以將一定數(shù)量的吸音降噪陶瓷單元組合成所需要的厚度和形狀，可以是平面排布，也可以是曲面排布。將本發(fā)明的多孔蜂窩陶瓷產(chǎn)品與其它吸音降噪材料組合使用，可以得到更好的吸音降噪效果。如將泡沫材料貼在蜂窩陶瓷通道的一個或兩個端面(內(nèi)外端面)，將可以得到更好的吸音降噪效果，還可以隔油煙、灰塵，便于更換清洗。
[0010]所述通道內(nèi)壁上的孔為導通孔。所述孔的孔徑尺寸為0.01~2000 μ m，例如可選擇 0.02 ~1998 μ m, 0.6 ~1500 μ m, 3 ~1000 μ m, 38 ~800 μ m, 100 ~720 μ m, 185 ~700 μ m, 300 ~450 μ m, 420 μ m 等。
[0011]所述吸音降噪陶瓷組件的原料為硅酸鹽陶瓷材料或摻雜有工業(yè)廢棄物的陶瓷材料。所述工業(yè)廢棄物為粉煤灰、煤矸石、硫鐵礦選礦渣或稀土礦渣中的一種或至少兩種的組
口 ο
[0012]所述多通道蜂窩陶瓷的吸水率為10~85%。更優(yōu)在以下區(qū)段:10~25%，15~30%，20 ~40%，31 ~50%，40 ~60%，51 ~85%。
[0013]所述多通道蜂窩陶瓷中的通道與組件工作面的夾角α為15°~90°，優(yōu)選為45°~85°。為了增強陶瓷組件的吸音能力，蜂窩陶瓷中的通道與組件工作面(通道口的端面)之間設計成一定的夾角。
[0014]所述多通道為曲線型、交錯型或相互平行的直線型。交錯型、曲線型通道更有利于吸收噪音。
[0015]所述多通道相互之間貫通。所述多通道在兩端面相通或通道的中部相通。
[0016]所述通道的截面形狀為圓形、橢圓形、四邊形、三角形、五邊形、六邊形或其它多邊形。
[0017]所述吸音降噪陶瓷單元的工作面截面形狀為圓形、橢圓形、四邊形、三角形、五邊形、六邊形或其它多邊形。
[0018]吸音降噪陶瓷組件的截面積和厚度(深度)不限，按使用的需要確定。
[0019]所述吸音降噪陶瓷組件的工作面為平面或曲面。吸音降噪陶瓷組件的表面可以是平面，也可以是曲面，也可以是其他規(guī)則、不規(guī)則表面。根據(jù)噪音源，選擇合適的陶瓷表面形態(tài)，可以減少陶瓷表面對噪音的反射，提高降噪效果。
[0020]所述通道的內(nèi)徑為0.3~50mm,例如可選擇0.32~48.6mm, 1.1~42mm, 5~35mm, 12 ~30mm, 18.6 ~25.4mm, 20 ~23mm, 21.5mm 等。
[0021]相鄰通道之間的壁厚為0.1~30mm,例如可選擇0.11~29.6mm, 0.8~23mm, 3~20mm, 7 ~17.5mm, 10 ~15mm, 1 2mm 等。
[0022]本發(fā)明所述的吸音降噪陶瓷組件的制備步驟如下:
[0023]( I)按配方要求配制坯料，混料后將坯料制備成可塑泥料，再將制備好的可塑性陶瓷泥料，進行真空練泥，得到致密的泥條；
[0024](2)將泥條放入真空擠制成型機中，擠出所需形狀的蜂窩陶瓷坯段，用切割刀或鋼絲按所需的夾角和厚度切割成吸音降噪陶瓷坯體，擠出的蜂窩陶瓷切割截面積受擠出機嘴模具和擠出機擠出功率大小的控制；
[0025](3)將陶瓷坯體干燥后，放入窯爐中，在900~1500°C燒成15~360分鐘，得到吸音降噪陶瓷組件。
[0026](4)可在陶瓷燒成前或燒成后，將蜂窩陶瓷片相互反向組合，得到多通道為交錯型或曲線型的吸音降噪陶瓷單元。
[0027]與已有技術(shù)方案相比，本發(fā)明具有以下有益效果:[0028]本發(fā)明制備的吸音降噪陶瓷組件，對高低頻率的噪音都有較好的吸收能力，強度高、耐酸堿、耐紫外線輻射，吸音效率達到0.6以上。適用于室內(nèi)外的吸音空間的使用，特別是在高速公路、高速鐵路、隧道、地鐵等戶外吸音降噪工程中使用，具有吸音降噪效果顯著，施工方便，耐侯性好，環(huán)保等優(yōu)點。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0029]圖1是本發(fā)明所述吸音降噪陶瓷單元的縱截面；
[0030]圖2是本發(fā)明所述吸音降噪陶瓷單元的橫截面；
[0031]圖3為截面形狀為多邊形的通道示意圖。
[0032]下面對本發(fā)明進一步詳細說明。但下述的實例僅僅是本發(fā)明的簡易例子，并不代表或限制本發(fā)明的權(quán)利保護范圍，本發(fā)明的保護范圍以權(quán)利要求書為準。
【具體實施方式】
[0033]下面結(jié)合附圖并通過【具體實施方式】來進一步說明本發(fā)明的技術(shù)方案。
[0034]為更好地說明本發(fā)明，便于理解本發(fā)明的技術(shù)方案，本發(fā)明的典型但非限制性的實施例如下:
[0035]一種吸音降噪陶瓷組件，所述吸音降噪陶瓷組件包括至少一個吸音降噪陶瓷單元；所述吸音降噪陶瓷 單元為多通道蜂窩陶瓷，所述多通道蜂窩陶瓷的通道內(nèi)壁為多孔結(jié)構(gòu)。
[0036]將多個所述的吸音降噪陶瓷單元平面或曲面排布后形成吸音降噪陶瓷組件。
[0037]所述通道內(nèi)壁上的孔為導通孔；所述孔的孔徑尺寸為0.01~2000 μ m。
[0038]所述吸音降噪陶瓷組件的原料為硅酸鹽陶瓷材料或摻雜有工業(yè)廢棄物的陶瓷材料；所述工業(yè)廢棄物為粉煤灰、煤矸石、硫鐵礦選礦渣或稀土礦渣中的一種或至少兩種的組
口 ο
[0039]所述多通道蜂窩陶瓷的吸水率為10~85%。
[0040]所述多通道蜂窩陶瓷中的通道與組件工作面的夾角α為15°~90°，優(yōu)選為45。~85°。
[0041]所述多通道為曲線型、交錯型或相互平行的直線型。
[0042]所述多通道相互之間貫通，所述多通道在兩端面相通或通道的中部相通。
[0043]所述通道的截面形狀為圓形、橢圓形、四邊形、三角形、五邊形、六邊形或其它多邊形。
[0044]所述吸音降噪陶瓷單元的工作面截面形狀為圓形、橢圓形、四邊形、三角形、五邊形、六邊形或其它多邊形。
[0045]所述吸音降噪陶瓷組件的工作面為平面或曲面。
[0046]所述通道的內(nèi)徑為0.3~50mm ;相鄰通道之間的壁厚為0.1~30mm。
[0047]實施例1:
[0048]按以下配比稱取原料:塑性黏土 21%，高嶺土 17%，長石粉33%，石英粉15%，木屑粉5%，煤矸石粉9%，共配料200公斤，放入球磨機加水球磨12小時后，用榨泥機脫水，得到可塑泥餅，將泥餅放入真空練泥機中練泥，去除泥料中的氣泡并使泥料中的水分均勻，提高泥料的可塑性，循環(huán)練泥三次后，將所得到的泥條放入陳腐室陳腐24小時。必要時可在泥料中加入增塑劑和坯體增強劑。
[0049]將陳腐好的泥條放入真空擠泥機中，擠出邊長120毫米的方形蜂窩陶瓷坯段，蜂窩陶瓷中的通道密度為每平方英寸200個孔，通道截面形狀為方形，用切刀將陶瓷坯段切成夾角為α =60°，厚度為50毫米的吸音降噪蜂窩陶瓷坯體。將坯體干燥后，放入窯爐中在1220~1280°C保溫30分鐘燒成，冷卻后得到吸音降噪陶瓷組件的陶瓷單元產(chǎn)品。將該吸音降噪陶瓷單元按一定形式排列，得到吸音降噪陶瓷組件。
[0050]實施例2:
[0051]按以下配比稱取原料:塑性黏土 21%，高嶺土 14%，長石粉23%，石英粉25%，碳粉6%，粉煤灰11%，共配料200公斤，放入球磨機加水球磨12小時后，用榨泥機脫水，得到可塑泥餅，將泥餅放入真空練泥機中練泥，去除泥料中的氣泡并使泥料中的水分均勻，提高泥料的可塑性，循環(huán)練泥三次后，將所得到的泥條放入陳腐室陳腐24小時。必要時可在泥料中加入增塑劑和坯體增強劑。
[0052]將陳腐好的泥條放入真空擠泥機中，擠出邊長120毫米的方形蜂窩陶瓷坯段，蜂窩陶瓷中的通道密度為每平方英寸64個孔，通道截面形狀為多邊形(如圖3)，用切刀將坯段切成夾角為α =75。，厚度為15毫米的吸音降噪蜂窩陶瓷坯體。將坯體干燥后，放入窯爐中在1320~1380°C保溫30分鐘燒成，冷卻后得到吸音降噪陶瓷單元。
[0053]用以上得到的四片吸音降噪陶瓷單元為一組，按相反的方向?qū)⑼ǖ缹?，并粘貼為一整體，得到具有曲 線通道的吸音降噪陶瓷組件的陶瓷單元產(chǎn)品，其吸音降噪效果更好。此組裝工序也可在燒成前完成，將粘貼組合后的坯體燒成一個整體。
[0054]將該吸音降噪陶瓷單元按一定形式排列，得到吸音降噪陶瓷組件。
[0055]實施例3:
[0056]按以下配比稱取原料:塑性黏土 18%，泥土 20%，長石粉36%，石英粉20%，木屑粉6%，共配料200公斤，放入球磨機加水球磨12小時后，用榨泥機脫水，得到可塑泥餅，將泥餅放入真空練泥機中練泥，去除泥料中的氣泡并使泥料中的水分均勻，提高泥料的可塑性，循環(huán)練泥三次后，將所得到的泥條放入陳腐室陳腐24小時。
[0057]將陳腐好的泥條放入真空擠泥機中，擠出邊長150X100毫米的長方形蜂窩陶瓷坯段，蜂窩陶瓷中的通道密度為每平方英寸400個孔，通道截面形狀為圓形，用曲面切刀將坯段切成夾角為α=90°，厚度為70毫米的吸音降噪蜂窩陶瓷坯體。將坯體干燥后，放入窯爐中在1020~1060°C保溫150分鐘燒成，冷卻后得到通道孔端面為曲面的吸音降噪陶瓷組件的陶瓷單元產(chǎn)品。將該吸音降噪陶瓷單元按一定形式排列，得到吸音降噪陶瓷組件。
[0058]實施例4:
[0059]按以下配比稱取原料:塑性黏土 24%，高嶺土 17%，長石粉33%，石英粉15%，木屑粉5%，硫鐵礦礦渣粉6%，共配料200公斤，放入攪拌機中攪拌均勻后，加適量的水攪拌成可塑泥料，將泥料放入真空練泥機中練泥，去除泥料中的氣泡并使泥料中的水分均勻，提高泥料的可塑性，循環(huán)練泥三次后，將所得到的泥條放入陳腐室陳腐24小時。
[0060]將陳腐好的泥條放入真空擠泥機中，擠出直徑為100毫米的圓形蜂窩陶瓷坯段，蜂窩陶瓷中的通道密度為每平方英寸200個孔，通道截面形狀為三角形，用切刀將坯段切成夾角為α=15°，厚度為100毫米的吸音降噪蜂窩陶瓷坯體。將坯體干燥后，放入窯爐中在1200~1250°C保溫15分鐘燒成，冷卻后得到吸音降噪陶瓷組件的陶瓷單元產(chǎn)品。將該吸音降噪陶瓷單元按一定形式排列，得到吸音降噪陶瓷組件。
[0061]實施例5:
[0062]按以下配比稱取原料:塑性黏土 38%，長石粉30%，石英粉21%，碳粉8%，共配料200公斤，放入球磨機加水球磨12小時后，用榨泥機脫水，得到可塑泥餅，將泥餅放入真空練泥機中練泥，去除泥料中的氣泡并使泥料中的水分均勻，提高泥料的可塑性，循環(huán)練泥三次后，將所得到的泥條放入陳腐室陳腐48小時。
[0063]將陳腐好的泥條放入真空擠泥機中，擠出邊長250毫米的六邊形蜂窩陶瓷坯段，蜂窩陶瓷中的通道密度為每平方英寸16個孔，通道孔的截面形狀為多邊形(如圖3)，然后用長針狀物將蜂窩陶瓷坯段中的通道扎成相互貫通或部分貫通，再用曲面切刀將坯段切成夾角為α=75°，厚度為200毫米的吸音降噪蜂窩陶瓷坯體。將坯體干燥后，放入窯爐中在1220~1280°C保溫60分鐘燒成，冷卻后得到吸音降噪陶瓷組件的陶瓷單元產(chǎn)品。將該吸音降噪陶瓷單元按一定形式排列，得到吸音降噪陶瓷組件。
[0064]實施例6:[0065]按以下配比稱取原料:塑性黏土 38%，中溫砂17%，低溫砂33%，石英粉7%，碳粉5%，共配料200公斤，放入球磨機加水球磨12小時后，用榨泥機脫水，得到可塑泥餅，將泥餅放入真空練泥機中練泥，去除泥料中的氣泡并使泥料中的水分均勻，提高泥料的可塑性，循環(huán)練泥三次后，將所得到的泥條放入陳腐室陳腐48小時。
[0066]將陳腐好的泥條放入真空擠泥機中，擠出邊長300毫米的正方形蜂窩陶瓷坯段，蜂窩陶瓷中的通道密度為每平方英寸160個孔，通道孔的截面形狀為三角形，然后用曲面切刀將坯段切成夾角為α=85°，厚度為100毫米的吸音降噪蜂窩陶瓷坯體。將坯體干燥后，放入窯爐中在900~950°C保溫360分鐘燒成，冷卻后得到吸音降噪陶瓷組件的陶瓷單元產(chǎn)品。將該吸音降噪陶瓷單元按一定形式排列，得到吸音降噪陶瓷組件。
[0067]實施例7:
[0068]按以下配比稱取原料:塑性黏土 33%，鋁礬土 42%，長石粉5%，碳酸鈣7%，碳粉8%，共配料200公斤，放入球磨機加水球磨12小時后，用榨泥機脫水，得到可塑泥餅，將泥餅放入真空練泥機中練泥，去除泥料中的氣泡并使泥料中的水分均勻，提高泥料的可塑性，循環(huán)練泥三次后，將所得到的泥條放入陳腐室陳腐48小時。
[0069]將陳腐好的泥條放入真空擠泥機中，擠出邊長250毫米的六邊形蜂窩陶瓷坯段，蜂窩陶瓷中的通道密度為每平方英寸64個孔，通道孔的截面形狀為多邊形(如圖3)，然后用切刀將坯段切成夾角為α =80°，厚度為150毫米的吸音降噪蜂窩陶瓷坯體。將坯體干燥后，放入窯爐中在1450~1500°C保溫120分鐘燒成，冷卻后得到吸音降噪陶瓷組件的陶瓷單元產(chǎn)品。將該吸音降噪陶瓷單元按一定形式排列，得到吸音降噪陶瓷組件。
[0070] 申請人:聲明，本發(fā)明通過上述實施例來說明本發(fā)明的詳細結(jié)構(gòu)特征以及方法，但本發(fā)明并不局限于上述詳細結(jié)構(gòu)特征以及方法，即不意味著本發(fā)明必須依賴上述詳細結(jié)構(gòu)特征以及方法才能實施。所屬【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員應該明了，對本發(fā)明的任何改進，對本發(fā)明所選用部件的等效替換以及輔助部件的增加、具體方式的選擇等，均落在本發(fā)明的保護范圍和公開范圍之內(nèi)。
[0071]以上詳細描述了本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，但是，本發(fā)明并不限于上述實施方式中的具體細節(jié)，在本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思范圍內(nèi)，可以對本發(fā)明的技術(shù)方案進行多種簡單變型，這些簡單變型均屬于本發(fā)明的保護范圍。
[0072]另外需要說明的是，在上述【具體實施方式】中所描述的各個具體技術(shù)特征，在不矛盾的情況下，可以通過任何合適的方式進行組合，為了避免不必要的重復，本發(fā)明對各種可能的組合方式不再另行說明。
[0073]此外，本發(fā)明的各種不同的實施方式之間也可以進行任意組合，只要其不違背本發(fā)明的思想，其同樣應當視為本發(fā)明所公開的內(nèi)容。
【權(quán)利要求】
1.一種吸音降噪陶瓷組件，其特征在于，所述吸音降噪陶瓷組件包括至少一個吸音降噪陶瓷單元；所述吸音降噪陶瓷單元為多通道蜂窩陶瓷，所述多通道蜂窩陶瓷的通道內(nèi)壁為多孔結(jié)構(gòu)。
2.如權(quán)利要求1所述的吸音降噪陶瓷組件，其特征在于，將多個所述的吸音降噪陶瓷單元平面或曲面排布后形成吸音降噪陶瓷組件。
3.如權(quán)利要求1或2所述的吸音降噪陶瓷組件，其特征在于，所述通道內(nèi)壁上的孔為導通孔； 優(yōu)選地，所述孔的孔徑尺寸為0.01~2000 μ m。
4.如權(quán)利要求1-3之一所述的吸音降噪陶瓷組件，其特征在于，所述吸音降噪陶瓷組件的原料為硅酸鹽陶瓷材料或摻雜有工業(yè)廢棄物的陶瓷材料； 優(yōu)選地，所述工業(yè)廢棄物為粉煤灰、煤矸石、硫鐵礦選礦渣或稀土礦渣中的一種或至少兩種的組合。
5.如權(quán)利要求1-4之一所述的吸音降噪陶瓷組件，其特征在于，所述多通道蜂窩陶瓷的吸水率為10~85%。
6.如權(quán)利要求1-5之一所述的吸音降噪陶瓷組件，其特征在于，所述多通道蜂窩陶瓷中的通道與組件工作面的夾角α為15°~90°，優(yōu)選為45°~85°。
7.如權(quán)利要求1-6之一所述的吸音降噪陶瓷組件，其特征在于，所述多通道為曲線型、交錯型或相互平行的直線型。
8.如權(quán)利要求1-7之一所述的吸音降噪陶瓷組件，其特征在于，所述多通道相互之間貫通；優(yōu)選地，所述多通道在兩端面相通或通道的中部相通。
9.如權(quán)利要求1-8之一所述的吸音降噪陶瓷組件，其特征在于，所述通道的截面形狀為圓形、橢圓形、四邊形、三角形、五邊形、六邊形或其它多邊形； 優(yōu)選地，所述吸音降噪陶瓷單元的工作面截面形狀為圓形、橢圓形、四邊形、三角形、五邊形、六邊形或其它多邊形； 優(yōu)選地，所述吸音降噪陶瓷組件的工作面為平面或曲面。
10.如權(quán)利要求1-9之一所述的吸音降噪陶瓷組件，其特征在于，所述通道的內(nèi)徑為0.3~50mm ;優(yōu)選地，相鄰通道之間的壁厚為0.1~30mm。
【文檔編號】E01F8/00GK103951381SQ201410132017
【公開日】2014年7月30日 申請日期:2014年4月2日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月2日
【發(fā)明者】蔡曉峰, 席紅安, 于偉東 申請人:佛山市中國科學院上海硅酸鹽研究所陶瓷研發(fā)中心, 于偉東, 蔡曉峰, 席紅安