為什麼有的金屬能“吃”掉噪音
在現代工業城市裏,噪聲主要來自交通運輸、建築施工、工業生產和公共活動等方麵,而聲源大多出於機構設備的運轉。因此,控製和消除噪聲必須控製聲源,改善機械本身噪聲的輻射,減弱噪聲能量。
近年來,科學家們正在尋找一種既能滿足機械強度和物理性能,又能降低機械在運轉過程中所產生的振動和噪聲的材料。經過多年的努力,現在終於找到了這種理想的材料,它們可以取代現代工業中使用的合金。這種材料叫無聲合金,人們形象地稱它為“能吃噪聲的金屬”。
無聲合金為什麼能“吃”噪聲呢?原來,當金屬體被施加上周期性應力時,在金屬內部便產生了彈性應力波,當彈性應力波傳到自由表麵時,與其接觸的空氣就發生了壓縮和膨脹的彈性振動,形成了空氣的疏密波——噪聲。而無聲合金就是一種能吸收彈性應力波的理想材料,它能把大量的振能轉變成材料內部的熱能散發出去,從而使振動和噪聲都迅速衰減。灰口鑄鐵便是無聲合金。由於它的顯微結構中所含的石黑顆粒呈粗大的片狀,所以能有效地吸收能量。還有錳——銅係和鐵——鉻——鋁係合金也是無聲合金。這些無聲合金,也由於其獨特的內部結構,每一個應力循環,都有顯著的能量損失,因此,能達到無聲防噪的目的。用這些無聲合金製成的軸承,即使飛速旋轉也悄然無聲。用它製成螺旋槳,惟見疾駛的輪船水花翻騰,卻沒有固有的噪聲。
無聲合金在國外已經廣泛地應用於各個工業部門,有不少國家已把無聲合金應用到飛機的螺旋槳、火車的製動器、鼓風機框架等設施上,有力地降低了噪聲。可以預言,隨著環境保護科學的發展,無聲合金將大有發展。