专利名称：一种含共振单元的三维声子功能材料结构及其制作方法
技术领域：
本发明属于声学，涉及了机械、凝聚态物理、力学和材料学等领域。
背景技术：
自1993年声子晶体的概念提出以来，声子晶体的研究引起了学者的广泛关注。声子晶体是ー种由两种或两种以上材料周期排列形成的声帯隙功能材料。声子晶体的ー个典型性能是会产生声子带隙，即一定频率范围的弹性波传播被抑制。利用带隙特性，可以设计一定频率范围内的完全无振工作环境，以及设计制造新型的隔音降噪材料；还可以通过对其周期结构进行设计，认为调控弹性波的传播。因此，声子晶体已成为材料学、物理学、声学、力学、微机电等领域共同关注的研究热点。 由板、梁、杆等微元件按照一定规则重复排列构成的空间桁架结构或格栅结构等轻质微结构材料，具有很好的周期拓扑性，因为制作简单而备受关注。且多孔材料具有相对密度低、比強度高、比表面积高、重量轻、隔音、隔热、滲透性好等优点，其应用范围远远超过单一功能的材料，因而在航空、航天、化工、建材、冶金、原子能、石化、机械、医药和环保等诸多领域具有广泛的应用前景。与声子晶体类似，由于周期性，多孔材料(多孔声子晶体)中传播的弾性波在一定的频率范围内必然呈现能带结构和带隙特征。大量科技工作者对多孔声子晶体进行了研究，但主要集中在ニ维情况，对三维多孔声子晶体的研究较少，且未发现完全带隙。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服现有结构难以产生完全带隙的不足。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是—种含共振単元的三维声子功能材料结构的制作方法，该方法包括以下步骤步骤ー在第一层平板上粘接第一层蜂窝芯；步骤ニ在第一层蜂窝芯的每个蜂窝内放置质量块、通过一至六个连接体与第一层平板或蜂窝壁和第一层平板连接；步骤三在第一层蜂窝芯的上表面粘接第二层平板，制成第一层含正方晶格排列共振単元的封闭的蜂窝材料；步骤四在第二层平板上粘接第二层蜂窝芯；步骤五在第二层蜂窝芯的每个蜂窝内放置质量块、通过一至六个连接体与第二层平板或蜂窝壁和第二层平板连接；步骤六在第二层蜂窝芯的上表面粘接第三层平板，制成第二层含正方晶格排列共振単元的封闭的蜂窝材料；步骤七按上述方法在第三层平板上粘接第三层蜂窝芯，在第三层蜂窝芯的每个蜂窝内放置质量块、通过一至六个连接体与第三层平板或蜂窝壁和第三层平板连接，在第三层蜂窝芯的上表面粘接第四层平板，制成第三层含正方晶格排列共振単元的封闭的蜂窝材料；......在第N层平板上粘接第N层蜂窝芯，在第N层蜂窝芯的每个蜂窝内放置质量块、通过一至六个连接体与第N层平板或蜂窝壁和第N层平板连接，在第N层蜂窝芯的上表面粘接第N+1层平板，制成第N+1层含正方晶格排列共振单元的封闭的蜂窝材料；形成含简立方晶格排列共振单元的三维声子功能材料结构；N大于等于5;所述的共振单元包括在蜂窝芯的每个蜂窝内放置的质量块、一至六个连接体、蜂窝壁、蜂窝芯的上下平板在每个蜂窝上下的部分。含共振单元的三维声子功能材料结构为第一层至第N层含正方晶格排列共振单元的封闭的蜂窝材料，顺序粘接形成含简立方晶格排列共振単元的三维声子功能材料结 构。所述的三维声子功能材料结构的第一层含正方晶格排列共振单元的封闭的蜂窝材料为在第一层平板上粘接第一层蜂窝芯，在第一层蜂窝芯的每个蜂窝内放置质量块、通过一至六个连接体与第一层平板或蜂窝壁和第一层平板连接；在第一层蜂窝芯的上表面粘接第二层平板，制成第一层含正方晶格排列共振単元的封闭的蜂窝材料；在第二层平板上，粘接与第一层蜂窝芯材料完全相同的第二层蜂窝芯，在第二层蜂窝芯的每个蜂窝内放置质量块、通过一至六个连接体与第二层平板或蜂窝壁和第二层平板连接；在第二层蜂窝芯的上表面粘接第三层平板，制成第二层含正方晶格排列共振単元的封闭的蜂窝材料；......在第N层平板上，粘接与第一层蜂窝芯材料完全相同的第N层蜂窝芯，在第N层蜂窝芯的每个蜂窝内放置质量块、通过一至六个连接体与第N层平板或蜂窝壁和第N层平板连接；在第N层蜂窝芯的上表面粘接第N+1层平板，制成第N层含正方晶格排列共振单元的封闭的蜂窝材料。本发明的有益效果是由每个蜂窝内放置的质量块、一至六个连接体、蜂窝壁、蜂窝芯上下平板在每个蜂窝上下的部分构成的共振単元，按照简立方晶格排列，形成含共振单元的三维声子功能材料结构；该三维声子功能材料结构能产生完全带隙,通过调节结构形状和几何尺寸可以调整带隙的宽度和位置，进而满足不同声学特性的要求；细小连接体个数从六个减小至ー个，可使带隙中心频率减小一个量级，以满足低频范围内减振降噪的要求。
图I是蜂窝芯。图2蜂窝芯的截面图。图3是不同形状的质量块；(a)立方体质量块，(b)球体质量块。图4是含立方体质量块和六个连接体的共振単元。图5是含立方体质量块和六个连接体的共振单元截面图。图6是含立方体质量块和一个连接体的共振単元。
图7是含立方体质量块和一个连接体的共振单元截面图。图8是含球体质量块和五个连接体的共振単元。图9是含球体质量块和五个连接体的共振单元截面图。图10是含六个连接体的共振単元的三维声子功能材料结构的截面图。图11是含ー个连接体的共振単元的三维声子功能材料结构的截面图。图12是含共振単元的三维声子功能材料结构。图13是含球体质量块和六个连接体的共振単元的三维声子功能材料结构的能带结构图。图14是含球体质量块和一个连接体的共振単元的三维声子功能材料结构的能带 结构图。图15是含立方体质量块和六个连接体的共振单元的三维声子功能材料结构的能带结构图。图16是含立方体质量块和一个连接体的共振单元的三维声子功能材料结构的能带结构图。图17是含立方体质量块和六个连接体的共振単元的三维声子功能材料结构的带隙边界随立方体质量块尺寸的变化情況。图18是含立方体质量块和六个连接体的共振単元的三维声子功能材料结构的带隙边界随连接体截面尺寸的变化情況。图19是含立方体质量块和一个连接体的共振单元的三维声子功能材料结构的带隙边界随立方体质量块尺寸的变化情況。图20是含立方体质量块和六个连接体的共振单元的三维声子功能材料结构的带隙边界随连接体截面尺寸的变化情況。
具体实施例方式含共振单元的三维声子功能材料结构为第一层至第N层含正方晶格排列共振单元的封闭的蜂窝材料，顺序粘接形成含简立方晶格排列共振単元的三维声子功能材料结构。所述的三维声子功能材料结构的第一层含正方晶格排列共振单元的封闭的蜂窝材料为在第一层平板I上粘接第一层蜂窝芯，在第一层蜂窝芯的每个蜂窝内放置质量块、通过一至六个连接体与第一层平板I或蜂窝壁和第一层平板I连接；在第一层蜂窝芯的上表面粘接第二层平板2，制成第一层含正方晶格排列共振単元的封闭的蜂窝材料；在第二层平板2上，粘接与第一层蜂窝芯材料完全相同的第二层蜂窝芯，在第二层蜂窝芯的每个蜂窝内放置质量块、通过一至六个连接体与第二层平板2或蜂窝壁和第二层平板2连接；在第二层蜂窝芯的上表面粘接第三层平板3，制成第二层含正方晶格排列共振単元的封闭的蜂窝材料；......在第N层平板N上，粘接与第一层蜂窝芯材料完全相同的第N层蜂窝芯，在第N层蜂窝芯的每个蜂窝内放置质量块、通过一至六个连接体与第N层平板N或蜂窝壁和第N层平板N连接；在第N层蜂窝芯的上表面粘接第N+1层平板N+1，制成第N层含正方晶格排列共振单元的封闭的蜂窝材料。一种含共振单元的三维声子功能材料结构的制作方法之一，该方法包括以下步骤步骤一在第一层平板I上粘接第一层蜂窝芯，如图I所示；蜂窝芯的高度等于每个蜂窝截面的边长；所述的第一层蜂窝芯均是由正交排列的板组成；每个蜂窝的截面为正方形，如图2所示；蜂窝芯中蜂窝的纵向、横向个数均为5个；步骤二在第一层蜂窝芯的每个蜂窝内放置质量块，通过一个连接体与第一层平板I连接；质量块为立方体，如图3 (a)所示。步骤三在第一层蜂窝芯的上表面粘接第二层平板2，制成第一层含正方晶格排列共振单元的封闭的蜂窝材料； 步骤四在第二层平板2上粘接第二层蜂窝芯；步骤五在第二层蜂窝芯的每个蜂窝内放置质量块，通过一个连接体与第二层平板2连接；步骤六在第二层蜂窝芯的上表面粘接第三层平板3，制成第二层含正方晶格排列共振单元的封闭的蜂窝材料；步骤七在第三层平板3上粘接第三层蜂窝芯；步骤八在第三层蜂窝芯的每个蜂窝内放置质量块，通过一个连接体与第二层平板3连接；步骤九在第三层蜂窝芯的上表面粘接第四层平板4，制成第三层含正方晶格排列共振单元的封闭的蜂窝材料；步骤十在第四层平板4上粘接第四层蜂窝芯；步骤十一在第四层蜂窝芯的每个蜂窝内放置质量块，通过一个连接体与第四层平板4连接；步骤十二在第四层蜂窝芯的上表面粘接第五层平板5，制成第四层含正方晶格排列共振单元的封闭的蜂窝材料；步骤十三在第五层平板5上粘接第五层蜂窝芯；步骤十四在第五层蜂窝芯的每个蜂窝内放置质量块，通过一个连接体与第五层平板5连接；步骤十五在第五层蜂窝芯的上表面粘接第六层平板6，制成第五层含正方晶格排列共振单元的封闭的蜂窝材料；形成含简立方晶格排列共振单元的三维声子功能材料结构，如图12所示。图11为图12的截面图。所述的共振单元包括在蜂窝芯的每个蜂窝内放置的质量块、一个连接体、蜂窝壁、蜂窝芯的上下平板在每个蜂窝上下的部分，如图6所示；图7为图6的截面图。所述的粘接均用汉高增韧膏状粘合剂粘接。所述的第一至第五层蜂窝芯、所有的连接体、所有的质量块、第一层平板I至第六层平板6采用的材料均为铝。一种含共振单元的三维声子功能材料结构的制作方法之二，该方法包括以下步骤
步骤一在第一层平板I上粘接第一层蜂窝芯，如图I所示；蜂窝芯的高度等于每个蜂窝截面的边长；所述的第一层蜂窝芯均是由正交排列的板组成；每个蜂窝的截面为正方形，如图2所示；蜂窝芯中蜂窝的纵向、横向个数均为5个；步骤二在第一层蜂窝芯的每个蜂窝内放置质量块，通过六个连接体与蜂窝壁、第一层平板I连接；质量块为立方体，如图3 (a)所示。步骤三在第一层蜂窝芯的上表面粘接第二层平板2，制成第一层含正方晶格排列共振单元的封闭的蜂窝材料；步骤四在第二层平板2上粘接第二层蜂窝芯；步骤五在第二层蜂窝芯的每个蜂窝内放置质量块，通过六个连接体与蜂窝壁、第二层平板2连接； 步骤六在第二层蜂窝芯的上表面粘接第三层平板3，制成第二层含正方晶格排列共振单元的封闭的蜂窝材料；步骤七在第三层平板3上粘接第三层蜂窝芯；步骤八在第三层蜂窝芯的每个蜂窝内放置质量块，通过六个连接体与蜂窝壁、第二层平板3连接；步骤九在第三层蜂窝芯的上表面粘接第四层平板4，制成第三层含正方晶格排列共振单元的封闭的蜂窝材料；步骤十在第四层平板4上粘接第四层蜂窝芯；步骤十一在第四层蜂窝芯的每个蜂窝内放置质量块，通过六个连接体与蜂窝壁、第四层平板4连接；步骤十二在第四层蜂窝芯的上表面粘接第五层平板5，制成第四层含正方晶格排列共振单元的封闭的蜂窝材料；步骤十三在第五层平板5上粘接第五层蜂窝芯；步骤十四在第五层蜂窝芯的每个蜂窝内放置质量块，通过六个连接体与蜂窝壁、第五层平板5连接；步骤十五在第五层蜂窝芯的上表面粘接第六层平板6，制成第五层含正方晶格排列共振单元的封闭的蜂窝材料；形成含简立方晶格排列共振单元的三维声子功能材料结构，如图12所示。图10为图12的截面图。所述的共振单元包括在蜂窝芯的每个蜂窝内放置的质量块、六个连接体、蜂窝壁、蜂窝芯的上下平板在每个蜂窝上下的部分，如图4所示；图5为图4的截面图。所述的粘接均用航空粘合剂粘接。所述的第一至第五层蜂窝芯、所有的连接体、所有的质量块、第一层平板I至第六层平板6采用的材料均为铁。一种含共振单元的三维声子功能材料结构的制作方法之三，该方法包括以下步骤步骤一在第一层平板I上粘接第一层蜂窝芯，如图I所示；蜂窝芯的高度等于每个蜂窝截面的边长；所述的第一层蜂窝芯均是由正交排列的板组成；每个蜂窝的截面为正方形，如图2所示；蜂窝芯中蜂窝的纵向、横向个数分别为1000、800个；步骤二在第一层蜂窝芯的每个蜂窝内放置质量块，通过五个连接体与蜂窝壁、第一层平板I连接；质量块为球体，如图3 (b)所示。步骤三在第一层蜂窝芯的上表面粘接第二层平板2，制成第一层含正方晶格排列共振单元的封闭的蜂窝材 料；步骤四在第二层平板2上粘接第二层蜂窝芯；步骤五在第二层蜂窝芯的每个蜂窝内放置质量块，通过五个连接体与蜂窝壁、第二层平板2连接；步骤六在第二层蜂窝芯的上表面粘接第三层平板3，制成第二层含正方晶格排列共振单元的封闭的蜂窝材料；步骤七在第三层平板3上粘接第三层蜂窝芯；步骤八在第三层蜂窝芯的每个蜂窝内放置质量块，通过五个连接体与蜂窝壁、第二层平板3连接；步骤九在第三层蜂窝芯的上表面粘接第四层平板4，制成第三层含正方晶格排列共振单元的封闭的蜂窝材料；......在第五百层平板(500)上粘接第五百层蜂窝芯，在第五百层蜂窝芯的每个蜂窝内放置质量块、通过五个连接体与或蜂窝壁和第五百层平板(500)连接，在第五百层蜂窝芯的上表面粘接第五百零一层平板(501)，制成第五百层含正方晶格排列共振单元的封闭的蜂窝材料；形成含简立方晶格排列共振单元的三维声子功能材料结构；所述的共振单元包括在蜂窝芯的每个蜂窝内放置的质量块、五个连接体、蜂窝壁、蜂窝芯的上下平板在每个蜂窝上下的部分，如图8所示；图9为图8的截面图；所述的粘接均用环氧树脂胶粘剂粘接。所述的第一至第五百层蜂窝芯、所有的连接体、所有的质量块、第一层平板I至第五百层平板501采用的材料均为铜。一种含共振单元的三维声子功能材料结构的制作方法之四，该方法包括以下步骤步骤一在第一层平板I上粘接第一层蜂窝芯，如图I所示；蜂窝芯的高度等于每个蜂窝截面的边长；所述的第一层蜂窝芯均是由正交排列的板组成；每个蜂窝的截面为正方形，如图2所示；蜂窝芯中蜂窝的纵向、横向个数分别为800、1000个；步骤二在第一层蜂窝芯的每个蜂窝内放置质量块，通过六个连接体与蜂窝壁、第一层平板I连接；质量块为立方体，如图3 (a)所示。步骤三在第一层蜂窝芯的上表面粘接第二层平板2，制成第一层含正方晶格排列共振单元的封闭的蜂窝材料；步骤四在第二层平板2上粘接第二层蜂窝芯；步骤五在第二层蜂窝芯的每个蜂窝内放置质量块，通过六个连接体与蜂窝壁、第二层平板2连接；步骤六在第二层蜂窝芯的上表面粘接第三层平板3，制成第二层含正方晶格排列共振单元的封闭的蜂窝材料；步骤七在第三层平板3上粘接第三层蜂窝芯；步骤八在第三层蜂窝芯的每个蜂窝内放置质量块，通过六个连接体与蜂窝壁、第二层平板3连接；步骤九在第三层蜂窝芯的上表面粘接第四层平板4，制成第三层含正方晶格排列共振单元的封闭的蜂窝材料；......在第一千层平板(1000 )上粘接第一千层蜂窝芯，在第一千层蜂窝芯的每个蜂窝内放置质量块、通过六个连接体与或蜂窝壁和第一千层平板(1000)连接，在第一千层蜂窝芯 的上表面粘接第一千零一层平板(1001),制成第一千层含正方晶格排列共振单兀的封闭的蜂窝材料；形成含简立方晶格排列共振单元的三维声子功能材料结构；所述的共振单元包括在蜂窝芯的每个蜂窝内放置的质量块、六个连接体、蜂窝壁、蜂窝芯的上下平板在每个蜂窝上下的部分，如图4所示；图5为图4的截面图；所述的粘接均用航空粘合剂粘接。所述的第一至第一千层蜂窝芯、所有的连接体、所有的质量块、第一层平板I至第一千百层平板1001采用的材料均为铁。上述四个实施方法中，蜂窝壁的厚度与第一层平板I至第N+1层平板N+1的厚度相同；第一至第N层蜂窝芯的高度等于每个蜂窝截面的边长；所有的连接体的形状均为截面为正方形的长方体。图13是含球体质量块和六个连接体的共振单元的三维声子功能材料结构的能带结构图。在声子功能材料能带结构图中，横坐标为波矢，纵坐标为频率；通常使用基体中波长等于晶格常数的波所对应的频率(ct/a，ct为基体中横波波速，a为按简立方晶格排列共振单元的晶格常数，即图4所示共振单元的边长)作为基准对本征频率(Hz)的具体值进行简约化，得到无量纲的约化频率或简约频率(记为Ω)。该结构在第六和第七条能带之间产生一个完全带隙，无量纲带隙范围是O. 152〈Ω〈0. 158，无量纲带隙中心频率是O. 155。图14是含球体质量块和一个连接体的共振单元的三维声子功能材料结构的能带结构图。该结构在第六和第七条能带之间产生一个完全带隙，无量纲带隙范围是O. 053< Ω〈O. 058，无量纲带隙中心频率是O. 0555。图15是含立方体质量块和六个连接体的共振单元的三维声子功能材料结构的能带结构图。该结构在第六和第七条能带之间产生一个完全带隙，无量纲带隙范围是O. 19〈Ω〈0· 23，无量纲带隙中心频率是O. 21。图16是含立方体质量块和一个连接体的共振单元的三维声子功能材料结构的能带结构图。该结构在第六和第七条能带之间产生一个完全带隙，无量纲带隙范围是O. 057< Ω〈O. 067，无量纲带隙中心频率是O. 062。图17是含立方体质量块和六个连接体的共振单元的三维声子功能材料结构的带隙边界随立方体质量块尺寸的变化情况。蜂窝壁厚度与连接体的截面形状保持不变。蜂窝壁的厚度为a_b，a为晶格常数；立方体质量块的尺寸记为c ;连接体正方形截面的尺寸记为d。图中横坐标为立方体质量块的尺寸与晶格常数的比值，c/a,纵坐标为无量纲频率。空心点表示带隙下边界，实心点表示带隙上边界。随着立方体尺寸c的增大，带隙上下边界逐渐增大；带隙宽度和带隙中心频率逐渐增大。图18是含立方体质量块和六个连接体的共振单元的三维声子功能材料结构的带隙边界随连接体截面尺寸d的变化情况。蜂窝壁厚度与立方体质量块尺寸保持不变。图中横坐标为连接体截面的尺寸与晶格常数的比值，d/a，纵坐标为无量纲频率。随着连接体截面尺寸d的增大，带隙上下边界逐渐增大；带隙宽度先增大再减小，带隙中心频率逐渐增大。图19是含立方体质量块和一个连接体的共振单元的三维声子功能材料结构的带隙边界随立方体质量块尺寸c的变化情况。蜂窝壁厚度与连接体的截面形状保持不变。图中横坐标为立方体质量块的尺寸与晶格常数的比值，c/a，纵坐标为无量纲频率。随着立方体尺寸c的增大，带隙下边界逐渐增大，上边界先增大再减小；带隙宽度先增大再减小，带隙中心频率逐渐增大。图20是含立方体质量块和一个连接体的共振单元的三维声子功能材料结构的带隙边界随连接体截面尺寸d的变化情况。蜂窝壁厚度与立方体质量块尺寸保持不变。图 中横坐标为连接体截面的尺寸与晶格常数的比值，d/a，纵坐标为无量纲频率。随着连接体截面尺寸d的增大，带隙上下边界逐渐增大；带隙宽度先增大再减小，带隙中心频率逐渐增大。由上述分析可以看出，根据本发明所设计的声子功能材料结构，由每个蜂窝内放置的质量块、一至六个连接体、蜂窝壁、蜂窝芯上下平板在每个蜂窝上下的部分构成的共振单元，按照简立方晶格排列，形成含共振单元的三维声子功能材料结构；该三维声子功能材料结构能产生完全带隙；通过调节共振单元的结构形状和几何尺寸可以调整带隙的宽度和位置，进而满足不同声学特性的要求；细小连接体个数从六个减小至一个，可使带隙中心频率减小一个量级，以满足低频范围内减振降噪的要求。
权利要求
1.一种含共振单元的三维声子功能材料结构的制作方法，其特征是包括以下步骤 步骤一在第一层平板(I)上粘接第一层蜂窝芯； 步骤二在第一层蜂窝芯的每个蜂窝内放置质量块、通过一至六个连接体与第一层平板(1)或蜂窝壁和第一层平板(I)连接； 步骤三在第一层蜂窝芯的上表面粘接第二层平板(2)，制成第一层含正方晶格排列共振单元的封闭的蜂窝材料； 步骤四在第二层平板(2)上粘接第二层蜂窝芯； 步骤五在第二层蜂窝芯的每个蜂窝内放置质量块、通过一至六个连接体与第二层平板(2)或蜂窝壁和第二层平板(2)连接； 步骤六在第二层蜂窝芯的上表面粘接第三层平板(3)，制成第二层含正方晶格排列共振单元的封闭的蜂窝材料； 步骤七按上述方法在第三层平板(3)上粘接第三层蜂窝芯，在第三层蜂窝芯的每个蜂窝内放置质量块、通过一至六个连接体与第三层平板(3)或蜂窝壁和第三层平板(3)连接，在第三层蜂窝芯的上表面粘接第四层平板(4)，制成第三层含正方晶格排列共振单元的封闭的蜂窝材料； 在第N层平板(N)上粘接第N层蜂窝芯，在第N层蜂窝芯的每个蜂窝内放置质量块、通过一至六个连接体与第N层平板(N)或蜂窝壁和第N层平板(N)连接，在第N层蜂窝芯的上表面粘接第N+1层平板(N+1)，制成第N+1层含正方晶格排列共振单元的封闭的蜂窝材料；形成含简立方晶格排列共振单元的三维声子功能材料结构； N大于等于5; 所述的共振单元包括在蜂窝芯的每个蜂窝内放置的质量块、一至六个连接体、蜂窝壁、蜂窝芯的上下平板在每个蜂窝上下的部分。
2.根据权利要求I所述的含共振单元的三维声子功能材料结构的制作方法，其特征在于 所述的第一至第N层蜂窝芯、所有的连接体、所有的质量块、第一层平板(I)至第N+1层 平板(N+1)米用相同的材料。
3.根据权利要求I所述的含共振单元的三维声子功能材料结构的制作方法，其特征在于 所述的第一至第N层蜂窝芯均是由正交排列的板组成；每个蜂窝的截面为正方形；蜂窝壁的厚度与第一层平板(I)至第N+1层平板(N+1)的厚度相同；第一至第N层蜂窝芯的闻度等于每个蜂窝截面的边长。
4.根据权利要求I所述的含共振单元的三维声子功能材料结构的制作方法，其特征在于 所述的质量块的形状是球型或立方体。
5.含共振单元的三维声子功能材料结构，其特征在于 含共振单元的三维声子功能材料结构为第一层至第N层含正方晶格排列共振单元的封闭的蜂窝材料，顺序粘接形成含简立方晶格排列共振单元的三维声子功能材料结构；所述的三维声子功能材料结构的第一层含正方晶格排列共振单元的封闭的蜂窝材料为在第一层平板(I)上粘接第一层蜂窝芯，在第一层蜂窝芯的每个蜂窝内放置质量块、通过一至六个连接体与第一层平板(I)或蜂窝壁和第一层平板(I)连接；在第一层蜂窝芯的上表面粘接第二层平板(2)，制成第一层含正方晶格排列共振单元的封闭的蜂窝材料； 在第二层平板(2 )上，粘接与第一层蜂窝芯材料完全相同的第二层蜂窝芯，在第二层蜂窝芯的每个蜂窝内放置质量块、通过一至六个连接体与第二层平板(2)或蜂窝壁和第二层平板(2)连接；在第二层蜂窝芯的上表面粘接第三层平板(3)，制成第二层含正方晶格排列共振单元的封闭的蜂窝材料； 在第N层平板(N)上，粘接与第一层蜂窝芯材料完全相同的第N层蜂窝芯，在第N层蜂窝芯的每个蜂窝内放置质量块、通过一至六个连接体与第N层平板(N)或蜂窝壁和第N层平板(N)连接；在第N层蜂窝芯的上表面粘接第N+1层平板(N+1 )，制成第N层含正方晶格排列共振单元的封闭的蜂窝材料。
全文摘要
一种含共振单元的三维声子功能材料结构及其制作方法，属于声学材料学等领域，解决了现有多孔材料结构难以产生完全带隙的不足。该材料结构由共振单元按简立方晶格排列形成。该材料结构的制作方法是制作含正方晶格排列共振单元的第一至第N层封闭的蜂窝材料，层间彼此固接，形成含简立方晶格排列共振单元的三维声子功能材料结构。每个蜂窝内放置的质量块、一至六个连接体、蜂窝壁、蜂窝芯上下平板在每个蜂窝上下的部分构成共振单元。N大于等于5。该材料结构能产生完全带隙，通过调节结构形状、结构几何尺寸和连接体的个数可以调整带隙的宽度和位置，满足不同声学特性的要求。
文档编号G10K11/162GK102708853SQ20121015144
公开日2012年10月3日 申请日期2012年5月15日 优先权日2012年5月15日
发明者柯佼, 汪越胜, 王艳锋 申请人:北京交通大学