一种吸音降噪陶瓷组件的制作方法

文档序号:2292365阅读:351来源:国知局
一种吸音降噪陶瓷组件的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种吸音降噪陶瓷组件。所述吸音降噪陶瓷组件包括至少一个吸音降噪陶瓷单元;所述吸音降噪陶瓷单元为多通道蜂窝陶瓷,所述多通道蜂窝陶瓷的通道内壁为多孔结构。本发明产品具有优良的吸音降噪功能,适用于室内外的吸音空间,特别是在高速公路、高速铁路、隧道、地铁等户外吸音降噪工程中使用,具有吸音降噪效果显著,施工方便,耐候性好,环保等优点。
【专利说明】一种吸音降噪陶瓷组件
【技术领域】
[0001]本发明涉及无机非金属材料中的陶瓷材料领域和声学【技术领域】,特别是具有吸音降噪功能的陶瓷组件。
【背景技术】
[0002]随着高速公路、高速铁路、城市地铁交通的发展,交通车辆的行进速度越来越快,由此所产生的噪音越来越高,对道路两旁的居民的生产生活影响越来越大,因此,道路的吸音降噪成为一个很有发展前景的重要的课题。目前,道路吸音降噪的主要技术措施是在道路两边安装隔音墙,使用的材料有玻璃、塑胶、金属、岩棉(石棉)板、珍珠岩板、多孔陶瓷板等等,但在实际使用中都存在着较大的不足:对玻璃、金属、塑胶材料来说,由于它们材质致密,表面光滑,因而对声音的吸收很少,只是对噪声起一个遮挡作用,大量的噪声还是向空中扩散,吸音降噪的效果并不理想,而且金属和塑胶在露天下存在被腐蚀和老化的问题,使用寿命较短。对岩棉(石棉)板、珍珠岩板而言,虽然它们的孔隙率较高,吸音效果比致密材料要好,但也存在强度不高,易破损的问题,而且岩棉板风化后会飘散有毒的纤维粉尘,破坏周围环境。多孔陶瓷板的强度高,露天耐候性好,是很有发展前景的户外吸音降噪材料,但目前吸音降噪的效果仍不理想,施工成本高,还未得到广泛的应用。本发明所制备的吸音降噪陶瓷组件具有很好的吸音降噪效果,强度高、质量轻,户外耐候性好,可以很好地克服以上问题。

【发明内容】

[0003]本发明的目的 在于采用多孔陶瓷材料,制备具有特殊蜂窝陶瓷结构的吸音降噪陶瓷组件,通过科学的组合安装,来改善陶瓷组件的吸音降噪效果。
[0004]为达此目的,本发明采用以下技术方案:
[0005]一种吸音降噪陶瓷组件,所述吸音降噪陶瓷组件包括至少一个吸音降噪陶瓷单元;所述吸音降噪陶瓷单元为多通道蜂窝陶瓷,所述多通道蜂窝陶瓷的通道内壁为多孔结构。
[0006]将所述吸音降噪陶瓷组件的通道口一端面向噪音源进行安装。由于本发明所述的吸音降噪陶瓷组件的孔道面积大、瓷壁面积小,因此大部分噪音能够顺利进入通道。同时,由于通道内壁为多孔结构,进入通道的噪音被瓷壁多次反射、吸收,最终能量完全消耗。利用这种原理,本发明所述吸音降噪陶瓷组件可以达到良好的吸音降噪效果。
[0007]以下为本发明所述吸音降噪陶瓷组件的优选形式。
[0008]本发明通过将多个所述的吸音降噪陶瓷单元平面或曲面排布后形成吸音降噪陶瓷组件。
[0009]在工程设计和施工中,可以将一定数量的吸音降噪陶瓷单元组合成所需要的厚度和形状,可以是平面排布,也可以是曲面排布。将本发明的多孔蜂窝陶瓷产品与其它吸音降噪材料组合使用,可以得到更好的吸音降噪效果。如将泡沫材料贴在蜂窝陶瓷通道的一个或两个端面(内外端面),将可以得到更好的吸音降噪效果,还可以隔油烟、灰尘,便于更换清洗。
[0010]所述通道内壁上的孔为导通孔。所述孔的孔径尺寸为0.01~2000 μ m,例如可选择 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]所述吸音降噪陶瓷组件的原料为硅酸盐陶瓷材料或掺杂有工业废弃物的陶瓷材料。所述工业废弃物为粉煤灰、煤矸石、硫铁矿选矿渣或稀土矿渣中的一种或至少两种的组
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[0012]所述多通道蜂窝陶瓷的吸水率为10~85%。更优在以下区段:10~25%,15~30%,20 ~40%,31 ~50%,40 ~60%,51 ~85%。
[0013]所述多通道蜂窝陶瓷中的通道与组件工作面的夹角α为15°~90°,优选为45°~85°。为了增强陶瓷组件的吸音能力,蜂窝陶瓷中的通道与组件工作面(通道口的端面)之间设计成一定的夹角。
[0014]所述多通道为曲线型、交错型或相互平行的直线型。交错型、曲线型通道更有利于吸收噪音。
[0015]所述多通道相互之间贯通。所述多通道在两端面相通或通道的中部相通。
[0016]所述通道的截面形状为圆形、椭圆形、四边形、三角形、五边形、六边形或其它多边形。
[0017]所述吸音降噪陶瓷单元的工作面截面形状为圆形、椭圆形、四边形、三角形、五边形、六边形或其它多边形。
[0018]吸音降噪陶瓷组件的截面积和厚度(深度)不限,按使用的需要确定。
[0019]所述吸音降噪陶瓷组件的工作面为平面或曲面。吸音降噪陶瓷组件的表面可以是平面,也可以是曲面,也可以是其他规则、不规则表面。根据噪音源,选择合适的陶瓷表面形态,可以减少陶瓷表面对噪音的反射,提高降噪效果。
[0020]所述通道的内径为0.3~50mm,例如可选择0.32~48.6mm, 1.1~42mm, 5~35mm, 12 ~30mm, 18.6 ~25.4mm, 20 ~23mm, 21.5mm 等。
[0021]相邻通道之间的壁厚为0.1~30mm,例如可选择0.11~29.6mm, 0.8~23mm, 3~20mm, 7 ~17.5mm, 10 ~15mm, 1 2mm 等。
[0022]本发明所述的吸音降噪陶瓷组件的制备步骤如下:
[0023]( I)按配方要求配制坯料,混料后将坯料制备成可塑泥料,再将制备好的可塑性陶瓷泥料,进行真空练泥,得到致密的泥条;
[0024](2)将泥条放入真空挤制成型机中,挤出所需形状的蜂窝陶瓷坯段,用切割刀或钢丝按所需的夹角和厚度切割成吸音降噪陶瓷坯体,挤出的蜂窝陶瓷切割截面积受挤出机嘴模具和挤出机挤出功率大小的控制;
[0025](3)将陶瓷坯体干燥后,放入窑炉中,在900~1500°C烧成15~360分钟,得到吸音降噪陶瓷组件。
[0026](4)可在陶瓷烧成前或烧成后,将蜂窝陶瓷片相互反向组合,得到多通道为交错型或曲线型的吸音降噪陶瓷单元。
[0027]与已有技术方案相比,本发明具有以下有益效果:[0028]本发明制备的吸音降噪陶瓷组件,对高低频率的噪音都有较好的吸收能力,强度高、耐酸碱、耐紫外线辐射,吸音效率达到0.6以上。适用于室内外的吸音空间的使用,特别是在高速公路、高速铁路、隧道、地铁等户外吸音降噪工程中使用,具有吸音降噪效果显著,施工方便,耐侯性好,环保等优点。
【专利附图】

【附图说明】
[0029]图1是本发明所述吸音降噪陶瓷单元的纵截面;
[0030]图2是本发明所述吸音降噪陶瓷单元的横截面;
[0031]图3为截面形状为多边形的通道示意图。
[0032]下面对本发明进一步详细说明。但下述的实例仅仅是本发明的简易例子,并不代表或限制本发明的权利保护范围,本发明的保护范围以权利要求书为准。
【具体实施方式】
[0033]下面结合附图并通过【具体实施方式】来进一步说明本发明的技术方案。
[0034]为更好地说明本发明,便于理解本发明的技术方案,本发明的典型但非限制性的实施例如下:
[0035]一种吸音降噪陶瓷组件,所述吸音降噪陶瓷组件包括至少一个吸音降噪陶瓷单元;所述吸音降噪陶瓷 单元为多通道蜂窝陶瓷,所述多通道蜂窝陶瓷的通道内壁为多孔结构。
[0036]将多个所述的吸音降噪陶瓷单元平面或曲面排布后形成吸音降噪陶瓷组件。
[0037]所述通道内壁上的孔为导通孔;所述孔的孔径尺寸为0.01~2000 μ m。
[0038]所述吸音降噪陶瓷组件的原料为硅酸盐陶瓷材料或掺杂有工业废弃物的陶瓷材料;所述工业废弃物为粉煤灰、煤矸石、硫铁矿选矿渣或稀土矿渣中的一种或至少两种的组
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[0039]所述多通道蜂窝陶瓷的吸水率为10~85%。
[0040]所述多通道蜂窝陶瓷中的通道与组件工作面的夹角α为15°~90°,优选为45。~85°。
[0041]所述多通道为曲线型、交错型或相互平行的直线型。
[0042]所述多通道相互之间贯通,所述多通道在两端面相通或通道的中部相通。
[0043]所述通道的截面形状为圆形、椭圆形、四边形、三角形、五边形、六边形或其它多边形。
[0044]所述吸音降噪陶瓷单元的工作面截面形状为圆形、椭圆形、四边形、三角形、五边形、六边形或其它多边形。
[0045]所述吸音降噪陶瓷组件的工作面为平面或曲面。
[0046]所述通道的内径为0.3~50mm ;相邻通道之间的壁厚为0.1~30mm。
[0047]实施例1:
[0048]按以下配比称取原料:塑性黏土 21%,高岭土 17%,长石粉33%,石英粉15%,木屑粉5%,煤矸石粉9%,共配料200公斤,放入球磨机加水球磨12小时后,用榨泥机脱水,得到可塑泥饼,将泥饼放入真空练泥机中练泥,去除泥料中的气泡并使泥料中的水分均匀,提高泥料的可塑性,循环练泥三次后,将所得到的泥条放入陈腐室陈腐24小时。必要时可在泥料中加入增塑剂和坯体增强剂。
[0049]将陈腐好的泥条放入真空挤泥机中,挤出边长120毫米的方形蜂窝陶瓷坯段,蜂窝陶瓷中的通道密度为每平方英寸200个孔,通道截面形状为方形,用切刀将陶瓷坯段切成夹角为α =60°,厚度为50毫米的吸音降噪蜂窝陶瓷坯体。将坯体干燥后,放入窑炉中在1220~1280°C保温30分钟烧成,冷却后得到吸音降噪陶瓷组件的陶瓷单元产品。将该吸音降噪陶瓷单元按一定形式排列,得到吸音降噪陶瓷组件。
[0050]实施例2:
[0051]按以下配比称取原料:塑性黏土 21%,高岭土 14%,长石粉23%,石英粉25%,碳粉6%,粉煤灰11%,共配料200公斤,放入球磨机加水球磨12小时后,用榨泥机脱水,得到可塑泥饼,将泥饼放入真空练泥机中练泥,去除泥料中的气泡并使泥料中的水分均匀,提高泥料的可塑性,循环练泥三次后,将所得到的泥条放入陈腐室陈腐24小时。必要时可在泥料中加入增塑剂和坯体增强剂。
[0052]将陈腐好的泥条放入真空挤泥机中,挤出边长120毫米的方形蜂窝陶瓷坯段,蜂窝陶瓷中的通道密度为每平方英寸64个孔,通道截面形状为多边形(如图3),用切刀将坯段切成夹角为α =75。,厚度为15毫米的吸音降噪蜂窝陶瓷坯体。将坯体干燥后,放入窑炉中在1320~1380°C保温30分钟烧成,冷却后得到吸音降噪陶瓷单元。
[0053]用以上得到的四片吸音降噪陶瓷单元为一组,按相反的方向将通道对接,并粘贴为一整体,得到具有曲 线通道的吸音降噪陶瓷组件的陶瓷单元产品,其吸音降噪效果更好。此组装工序也可在烧成前完成,将粘贴组合后的坯体烧成一个整体。
[0054]将该吸音降噪陶瓷单元按一定形式排列,得到吸音降噪陶瓷组件。
[0055]实施例3:
[0056]按以下配比称取原料:塑性黏土 18%,泥土 20%,长石粉36%,石英粉20%,木屑粉6%,共配料200公斤,放入球磨机加水球磨12小时后,用榨泥机脱水,得到可塑泥饼,将泥饼放入真空练泥机中练泥,去除泥料中的气泡并使泥料中的水分均匀,提高泥料的可塑性,循环练泥三次后,将所得到的泥条放入陈腐室陈腐24小时。
[0057]将陈腐好的泥条放入真空挤泥机中,挤出边长150X100毫米的长方形蜂窝陶瓷坯段,蜂窝陶瓷中的通道密度为每平方英寸400个孔,通道截面形状为圆形,用曲面切刀将坯段切成夹角为α=90°,厚度为70毫米的吸音降噪蜂窝陶瓷坯体。将坯体干燥后,放入窑炉中在1020~1060°C保温150分钟烧成,冷却后得到通道孔端面为曲面的吸音降噪陶瓷组件的陶瓷单元产品。将该吸音降噪陶瓷单元按一定形式排列,得到吸音降噪陶瓷组件。
[0058]实施例4:
[0059]按以下配比称取原料:塑性黏土 24%,高岭土 17%,长石粉33%,石英粉15%,木屑粉5%,硫铁矿矿渣粉6%,共配料200公斤,放入搅拌机中搅拌均匀后,加适量的水搅拌成可塑泥料,将泥料放入真空练泥机中练泥,去除泥料中的气泡并使泥料中的水分均匀,提高泥料的可塑性,循环练泥三次后,将所得到的泥条放入陈腐室陈腐24小时。
[0060]将陈腐好的泥条放入真空挤泥机中,挤出直径为100毫米的圆形蜂窝陶瓷坯段,蜂窝陶瓷中的通道密度为每平方英寸200个孔,通道截面形状为三角形,用切刀将坯段切成夹角为α=15°,厚度为100毫米的吸音降噪蜂窝陶瓷坯体。将坯体干燥后,放入窑炉中在1200~1250°C保温15分钟烧成,冷却后得到吸音降噪陶瓷组件的陶瓷单元产品。将该吸音降噪陶瓷单元按一定形式排列,得到吸音降噪陶瓷组件。
[0061]实施例5:
[0062]按以下配比称取原料:塑性黏土 38%,长石粉30%,石英粉21%,碳粉8%,共配料200公斤,放入球磨机加水球磨12小时后,用榨泥机脱水,得到可塑泥饼,将泥饼放入真空练泥机中练泥,去除泥料中的气泡并使泥料中的水分均匀,提高泥料的可塑性,循环练泥三次后,将所得到的泥条放入陈腐室陈腐48小时。
[0063]将陈腐好的泥条放入真空挤泥机中,挤出边长250毫米的六边形蜂窝陶瓷坯段,蜂窝陶瓷中的通道密度为每平方英寸16个孔,通道孔的截面形状为多边形(如图3),然后用长针状物将蜂窝陶瓷坯段中的通道扎成相互贯通或部分贯通,再用曲面切刀将坯段切成夹角为α=75°,厚度为200毫米的吸音降噪蜂窝陶瓷坯体。将坯体干燥后,放入窑炉中在1220~1280°C保温60分钟烧成,冷却后得到吸音降噪陶瓷组件的陶瓷单元产品。将该吸音降噪陶瓷单元按一定形式排列,得到吸音降噪陶瓷组件。
[0064]实施例6:[0065]按以下配比称取原料:塑性黏土 38%,中温砂17%,低温砂33%,石英粉7%,碳粉5%,共配料200公斤,放入球磨机加水球磨12小时后,用榨泥机脱水,得到可塑泥饼,将泥饼放入真空练泥机中练泥,去除泥料中的气泡并使泥料中的水分均匀,提高泥料的可塑性,循环练泥三次后,将所得到的泥条放入陈腐室陈腐48小时。
[0066]将陈腐好的泥条放入真空挤泥机中,挤出边长300毫米的正方形蜂窝陶瓷坯段,蜂窝陶瓷中的通道密度为每平方英寸160个孔,通道孔的截面形状为三角形,然后用曲面切刀将坯段切成夹角为α=85°,厚度为100毫米的吸音降噪蜂窝陶瓷坯体。将坯体干燥后,放入窑炉中在900~950°C保温360分钟烧成,冷却后得到吸音降噪陶瓷组件的陶瓷单元产品。将该吸音降噪陶瓷单元按一定形式排列,得到吸音降噪陶瓷组件。
[0067]实施例7:
[0068]按以下配比称取原料:塑性黏土 33%,铝矾土 42%,长石粉5%,碳酸钙7%,碳粉8%,共配料200公斤,放入球磨机加水球磨12小时后,用榨泥机脱水,得到可塑泥饼,将泥饼放入真空练泥机中练泥,去除泥料中的气泡并使泥料中的水分均匀,提高泥料的可塑性,循环练泥三次后,将所得到的泥条放入陈腐室陈腐48小时。
[0069]将陈腐好的泥条放入真空挤泥机中,挤出边长250毫米的六边形蜂窝陶瓷坯段,蜂窝陶瓷中的通道密度为每平方英寸64个孔,通道孔的截面形状为多边形(如图3),然后用切刀将坯段切成夹角为α =80°,厚度为150毫米的吸音降噪蜂窝陶瓷坯体。将坯体干燥后,放入窑炉中在1450~1500°C保温120分钟烧成,冷却后得到吸音降噪陶瓷组件的陶瓷单元产品。将该吸音降噪陶瓷单元按一定形式排列,得到吸音降噪陶瓷组件。
[0070] 申请人:声明,本发明通过上述实施例来说明本发明的详细结构特征以及方法,但本发明并不局限于上述详细结构特征以及方法,即不意味着本发明必须依赖上述详细结构特征以及方法才能实施。所属【技术领域】的技术人员应该明了,对本发明的任何改进,对本发明所选用部件的等效替换以及辅助部件的增加、具体方式的选择等,均落在本发明的保护范围和公开范围之内。
[0071]以上详细描述了本发明的优选实施方式,但是,本发明并不限于上述实施方式中的具体细节,在本发明的技术构思范围内,可以对本发明的技术方案进行多种简单变型,这些简单变型均属于本发明的保护范围。
[0072]另外需要说明的是,在上述【具体实施方式】中所描述的各个具体技术特征,在不矛盾的情况下,可以通过任何合适的方式进行组合,为了避免不必要的重复,本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
[0073]此外,本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合,只要其不违背本发明的思想,其同样应当视为本发明所公开的内容。
【权利要求】
1.一种吸音降噪陶瓷组件,其特征在于,所述吸音降噪陶瓷组件包括至少一个吸音降噪陶瓷单元;所述吸音降噪陶瓷单元为多通道蜂窝陶瓷,所述多通道蜂窝陶瓷的通道内壁为多孔结构。
2.如权利要求1所述的吸音降噪陶瓷组件,其特征在于,将多个所述的吸音降噪陶瓷单元平面或曲面排布后形成吸音降噪陶瓷组件。
3.如权利要求1或2所述的吸音降噪陶瓷组件,其特征在于,所述通道内壁上的孔为导通孔; 优选地,所述孔的孔径尺寸为0.01~2000 μ m。
4.如权利要求1-3之一所述的吸音降噪陶瓷组件,其特征在于,所述吸音降噪陶瓷组件的原料为硅酸盐陶瓷材料或掺杂有工业废弃物的陶瓷材料; 优选地,所述工业废弃物为粉煤灰、煤矸石、硫铁矿选矿渣或稀土矿渣中的一种或至少两种的组合。
5.如权利要求1-4之一所述的吸音降噪陶瓷组件,其特征在于,所述多通道蜂窝陶瓷的吸水率为10~85%。
6.如权利要求1-5之一所述的吸音降噪陶瓷组件,其特征在于,所述多通道蜂窝陶瓷中的通道与组件工作面的夹角α为15°~90°,优选为45°~85°。
7.如权利要求1-6之一所述的吸音降噪陶瓷组件,其特征在于,所述多通道为曲线型、交错型或相互平行的直线型。
8.如权利要求1-7之一所述的吸音降噪陶瓷组件,其特征在于,所述多通道相互之间贯通;优选地,所述多通道在两端面相通或通道的中部相通。
9.如权利要求1-8之一所述的吸音降噪陶瓷组件,其特征在于,所述通道的截面形状为圆形、椭圆形、四边形、三角形、五边形、六边形或其它多边形; 优选地,所述吸音降噪陶瓷单元的工作面截面形状为圆形、椭圆形、四边形、三角形、五边形、六边形或其它多边形; 优选地,所述吸音降噪陶瓷组件的工作面为平面或曲面。
10.如权利要求1-9之一所述的吸音降噪陶瓷组件,其特征在于,所述通道的内径为0.3~50mm ;优选地,相邻通道之间的壁厚为0.1~30mm。
【文档编号】E01F8/00GK103951381SQ201410132017
【公开日】2014年7月30日 申请日期:2014年4月2日 优先权日:2014年4月2日
【发明者】蔡晓峰, 席红安, 于伟东 申请人:佛山市中国科学院上海硅酸盐研究所陶瓷研发中心, 于伟东, 蔡晓峰, 席红安
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