本发明属于吸声材料相关，更具体地，涉及一种蛋黄壳结构吸声材料及其制备方法与应用。
背景技术：
1、噪声污染与水污染、大气污染并列为三大污染，受到了社会的广泛关注。丰富的人类活动产生了各种各样的噪声，如工业生产机器、交通运输工具等的动力及传动系统在运行过程中产生的噪声等，对人类在内的地球生物产生了诸多不利影响。为了更好缓解噪声污染、构建美好地球，一种合适的吸声材料显得尤为重要。
2、目前关于吸声材料的研究主要可分为两类，一是通过设计特殊的结构实现声波的吸收，如空腔结构、声子晶体以及各种局域共振超材料；二是通过使用粘弹性的高分子作为基体并对其改性，增加声波在高分子基体中的损耗。
3、然而，以上提到的两种常见方法仍面临着诸多问题。通过空腔结构设计实现声波吸收，在普通环境下能有较好的吸声性能，但许多使用场景下，吸声材料常受到持续载荷作用，空腔形状发生变化，吸声性能难以保持；声子晶体以及局域共振类超材料的特征在于对制件形状和尺寸有特定要求，制备过程复杂，可设计性差，难以根据不同使用场景制备成各种形状的吸声构件；粘弹性材料用于吸声时，主要借助高分子链段间的摩擦及弛豫损耗，载荷作用下，分子链段运动缓慢，能量耗散效果差，即使通过填料、共混等手段对其进行改性，使分子链摩擦相对剧烈，但没有引进新的耗能机制，吸声效果仍然难以满足使用要求。
技术实现思路
1、针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种蛋黄壳结构吸声材料及其制备方法与应用，其旨在解决现有吸声材料的吸声性能受环境影响而难以保持的问题。
2、为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种蛋黄壳结构吸声材料，所述蛋黄壳结构吸声材料包括包覆壳及纳米颗粒，所述包覆壳形成有封闭的收容腔，所述纳米颗粒收容在所述收容腔内，所述收容腔的体积大于所述纳米颗粒的体积。
3、进一步地，所述包覆壳的材料为碳、二氧化硅、二氧化钛中的任一种。
4、进一步地，所述纳米颗粒为粒径10nm～500nm的sio2颗粒、tio2颗粒、zno颗粒、fe3o4颗粒、zro2颗粒、batio3颗粒中的任一种。
5、本发明还提供了一种蛋黄壳结构吸声材料的制备方法，所述制备方法用于制备如上所述的蛋黄壳结构吸声材料，其包括以下步骤：
6、s1，将可聚合的材料均匀包裹在纳米颗粒表面以形成中间层，再在所述中间层的表面形成包覆壳；
7、s2，将中间层去除以得到蛋黄壳结构吸声材料。
8、进一步地，将可聚合的材料通过化学方法均匀包裹在纳米颗粒表面以形成中间层。
9、进一步地，所述化学方法为溶胶-凝胶法或者原位聚合法。
10、进一步地，可聚合的材料为聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、酚醛树脂、二氧化硅中的任一种。
11、进一步地，利用中间层和包覆壳、纳米颗粒之间不同的理化性质，通过高温煅烧或者溶剂刻蚀将中间层去除，以得到蛋黄壳结构吸声材料；其中，所述理化性质包括耐化学性及耐高温性。
12、进一步地，通过调节核与壳之间空腔的尺寸实现对蛋黄壳结构吸声材料所吸收声波的波长的调节。
13、本发明还提供了一种如上所述的蛋黄壳结构吸声材料吸声制件中的应用，其特征在于：将所述蛋黄壳结构吸声材料粉末均匀分散于热固性或热塑性高分子聚合物基体中，进而通过浇注、模压、压延或涂覆方式成形，以得到蛋黄壳结构吸声材料制件。
14、总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，本发明提供的蛋黄壳结构吸声材料及其制备方法与应用主要具有以下有益效果：
15、1.所述包覆壳形成有封闭的收容腔，所述纳米颗粒收容在所述收容腔内，所述收容腔的体积大于所述纳米颗粒的体积，以包覆壳为壳、纳米颗粒为核，核、壳之间存在空腔，受到声波激励时，核与核之间、核与壳之间发生碰撞而进行能量耗散，硬质壳的存在隔绝外部，使得颗粒内部的能量损耗几乎不受外界影响，解决了吸声性能受环境影响而难以保持的问题。
16、2.通过调节核与壳之间空腔的尺寸实现对蛋黄壳结构吸声材料所吸收声波的波长的调节，即吸声波段可调，可广泛应用于工业生产、交通运输、航空航天、深远海开发等领域。
17、3.以高分子聚合物为基体，微纳尺度的无机蛋黄壳结构吸声材料粉末为填料，粉末填料能够填充在几乎所有常见高分子基体中，形状可设计性强，满足工业生产、交通运输、航空航天、深远海开发等不同场景的吸声需求。
18、4.所述制备方法具有成本低、操作便捷、可大规模成形的优势。
1.一种蛋黄壳结构吸声材料，其特征在于：
2.如权利要求1所述的蛋黄壳结构吸声材料，其特征在于：所述包覆壳的材料为碳、二氧化硅、二氧化钛中的任一种。
3.如权利要求1所述的蛋黄壳结构吸声材料，其特征在于：所述纳米颗粒为粒径10nm～500nm的sio2颗粒、tio2颗粒、zno颗粒、fe3o4颗粒、zro2颗粒、batio3颗粒中的任一种。
4.一种蛋黄壳结构吸声材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法用于制备权利要求1-3任一项所述的蛋黄壳结构吸声材料，其包括以下步骤：
5.如权利要求4所述的蛋黄壳结构吸声材料的制备方法，其特征在于：将可聚合的材料通过化学方法均匀包裹在纳米颗粒表面以形成中间层。
6.如权利要求5所述的蛋黄壳结构吸声材料的制备方法，其特征在于：所述化学方法为溶胶-凝胶法或者原位聚合法。
7.如权利要求4所述的蛋黄壳结构吸声材料的制备方法，其特征在于：可聚合的材料为聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、酚醛树脂、二氧化硅中的任一种。
8.如权利要求4所述的蛋黄壳结构吸声材料的制备方法，其特征在于：利用中间层和包覆壳、纳米颗粒之间不同的理化性质，通过高温煅烧或者溶剂刻蚀将中间层去除，以得到蛋黄壳结构吸声材料；其中，所述理化性质包括耐化学性及耐高温性。
9.如权利要求4-8任一项所述的蛋黄壳结构吸声材料的制备方法，其特征在于：通过调节核与壳之间空腔的尺寸实现对蛋黄壳结构吸声材料所吸收声波的波长的调节。
10.一种权利要求1-3任一项所述的蛋黄壳结构吸声材料在吸声制件中的应用，其特征在于：将所述蛋黄壳结构吸声材料粉末均匀分散于热固性或热塑性高分子聚合物基体中，进而通过浇注、模压、压延或涂覆方式成形，以得到蛋黄壳结构吸声材料制件。