刘云路，曾竟成，杨金水

（国防科学技术大学 航天科学与工程学院，湖南 长沙 410073）

吸声材料是一种结构功能一体化材料，在噪声问题日益严重的当今社会，吸声材料已经逐渐成为一个新的研究热点[1]。与其他类型吸声材料相比，橡胶材料对声波的吸收和损耗均比较出色。水下吸声材料是军事领域水下目标隐身技术发展的基础，工作环境较为特殊，高分子材料是制备水下吸声材料的较好选择[2]。目前使用的水下吸声材料以橡胶和聚氨酯类吸声材料为主，其中橡胶吸声材料在各种潜艇中均有广泛应用[3-5]。

1 橡胶材料的吸声原理

橡胶的吸声主要发生在介质内部，当声波进入橡胶后，高分子介质中的大分子链段在声波作用下产生热运动，通过材料粘性内摩擦作用引起阻尼损耗，同时在弹性弛豫过程中，分子链松弛过程引起应变落后于应力的滞后效应，产生能量损失，最终形成对声波的损耗。

橡胶的吸声机理主要有3种。

（1）粘滞吸收。声波在介质中传播时，由于介质中质点运动速度不同产生速度梯度，进而使相邻质点产生相互作用，声能不断转化为热能。粘滞吸收是均匀介质中声音衰减的主要原因。

粘滞吸收公式为

式中，αu是介质粘滞吸收系数；ω是声波频率；C0是声波在橡胶中的传播速度，C是声波在水中的传播速度，C0≈C；γ是总的粘滞吸收系数；ρ是介质密度；u1和u2分别是切变粘滞吸收系数和体积粘滞吸收系数。

从公式（1）和（2）可以看出，粘滞吸收系数与介质粘滞吸收系数有关，而橡胶粘滞吸收系数相对较大，具有良好的粘滞吸收性能。……