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吸声型薄膜声学超材料低频宽带吸声性能研究
摘要
吸声型薄膜声学超材料是一种新型的开发型材料，具有低密度、低成本、易制造和优良的吸声性能等优点。本文旨在介绍吸声型薄膜声学超材料的研究现状以及其在低频宽带吸声性能方面的应用。通过文献综述发现，吸声型薄膜声学超材料的制备工艺和组成材料对其吸声性能具有重要影响。最后，针对未来的研究方向和发展趋势进行了探讨。
关键词：吸声型薄膜声学超材料、低频宽带、吸声性能、制备工艺、组成材料、发展趋势
Abstract
Thesound-absorbingthinfilmacousticmetamaterialisanewtypeofdevelopmentmaterial,whichhasmanyadvantagessuchaslowdensity,lowcost,easymanufacture,andexcellentsoundabsorptionperformance.Thisarticleaimstointroducetheresearchstatusofsound-absorbingthinfilmacousticmetamaterialsandtheirapplicationinlow-frequencybroadbandsoundabsorptionperformance.Throughliteraturereview,itwasfoundthatthepreparationprocessandcompositionofsound-absorbingthinfilmacousticmetamaterialshaveasignificantimpactontheirsoundabsorptionperformance.Finally,futureresearchdirectionsanddevelopmenttrendswerediscussed.
Keywords:Sound-absorbingthinfilmacousticmetamaterial,low-frequencybroadband,soundabsorptionperformance,preparationprocess,composition,developmenttrend
1.前言
声学超材料是指材料的声波特性与其微观结构密切相关的材料。吸声型薄膜声学超材料是一种应用广泛的声学超材料，具有优良的吸声性能。近年来，随着物理学、化学和材料科学等学科的快速发展，吸声型薄膜声学超材料得到了广泛的研究和应用。本文将重点介绍吸声型薄膜声学超材料的研究现状以及其在低频宽带吸声性能方面的应用。
2.吸声性能的影响因素
吸声型薄膜声学超材料的吸声性能受到多种因素的影响，主要包括制备工艺和组成材料。
2.1制备工艺
目前，制备吸声型薄膜声学超材料的方法主要有两种：一种是通过化学合成的方法制备纳米颗粒或纳米晶体，然后通过某种方法将这些颗粒或晶体整合到声学超材料中；另一种是利用表面等离子体共振（surfaceplasmonresonance，SPR）技术，通过调控声学超材料的物理结构和形状来实现吸声效果。
制备工艺对吸声型薄膜声学超材料的吸声性能影响较大。通过化学合成的方法制备的声学超材料由于材料内的分子和纳米颗粒之间的相互作用，有较高的比表面积和孔隙率，因此具有较好的吸声性能。而通过SPR技术制备的声学超材料表面结构复杂，材料内部孔隙率较低，吸声效果不如化学合成的声学超材料。
2.2组成材料
吸声型薄膜声学超材料的组成材料也对其吸声性能具有很大的影响。目前常用的吸声型薄膜声学超材料组成材料主要包括纳米晶体、纳米颗粒和多孔纳米材料等。
纳米晶体是一种具有多孔性和高表面积的材料，具有优良的吸声性能。纳米颗粒由于其尺寸小、表面积大，能够吸收较强的声波，因此也是一种常用的吸声型薄膜声学超材料组成材料。多孔纳米材料由于其高比表面积和孔隙率，也具有优良的吸声性能。
3.低频宽带吸声性能的研究
低频宽带吸声是指声学材料对20Hz到1kHz范围内声波的吸收能力。目前，针对低频宽带吸声性能的研究主要集中在两个方面，一是将常规声学材料与吸声型薄膜声学超材料混合使用来提高吸声效果，二是通过制备新型的吸声型薄膜声学超材料来实现低频宽带吸声效果。
3.1常规声学材料与吸声型薄膜声学超材料混合使用
将常规声学材料与吸声型薄膜声学超材料混合使用是目前实现低频宽带吸声效果的一种有效方法。这种方法在巩固性、稳定性等方面也具有优势，可获得更好的吸声性能。
3.2制备新型的吸声型薄膜声学超材料
制备新型的吸声型薄膜声学超材料是实现低频宽带吸声效果的另一种方法。目前已经有研究者成功制备了一种类似于石蜡的吸声型薄膜声学超材料，该材料在20Hz到1kHz范围内的吸声效果远远好于常规的