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声学超构材料
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声学超构材料

• 声学超构材料，一种通过对材料关键物理尺度上进行一定序构设计，使其获得常规材料或构成超构材料的基材所不具备的超常声学性能的特种复合材料或结构。 
• 当声波入射到结构内部时，由于局域共振作用等不同功能基元的作用，减小声波的能量，实现降噪的效果。
声学“黑洞” 
分类：声波超构材料，弹性波超构材料。
特点：对特定频段的声波、弹性波实现全吸收，但其结构复杂，制造成本高。
声学“黑洞”
薄膜吸声结构： 
分类：单极共振吸声结构，偶极共振吸声结构。 
特点：低频吸声性能良好,亚波长尺寸，窄带吸声，制造困难。
薄膜吸声结构
螺旋吸声结构： 
分类：平面螺旋吸声结构，空间螺旋吸声结构。
特点：超薄结构，实现慢波速与声波的负折射。
螺旋吸声结构： 
腔体吸声结构： 
分类：狭缝吸声结构，离散（FP）共振吸声结构，Helmholtz共振吸声结构。
特点：超薄结构，亚波长尺寸，宽带吸声。
腔体吸声结构： 

传统声学材料局限性

传统材料存在明显的低频性能极限与物理原理限制
吸声材料

吸声材料

• 以多孔材料为主
• 低频噪声吸收能力极差
隔声材料

隔声材料

• 隔声性能由质量定理决定
• 重量越大隔声效率越高
阻尼减振材料

阻尼减振材料

• 寿命短，环境耐性低
• 传统材料无低频吸振功能
核心优势
传统材料
传统材料
• 性能受限于原理，低频性能差 
• 产品低附加值，恶性内卷竞争 
• 机械照搬，被动选用，无针对性 
• 生产环节高污染、高能耗 
• 产品寿命低，二次污染风险大
vs
声学超构材料
声学超构材料01
• 人工智能按需定制，超常声学性能
• 高新技术填补国内市场空白
• 需求导向，逆向设计，精准降噪
• 无棉无纤维，绿色环保 
• 性能长期稳定，综合成本低廉
声学超构技术性能对比
声学超构技术性能对比
微结构声学材料与传统吸声材料性能对比
序号 参数 传统吸声材料 声学超构材料
1 结构尺寸 性能越好 厚度越大，一般大于100mm 厚度更小，一般10-125mm
2 吸声频率 中、高频（1000Hz以上） 全频带可定制
3 吸声范围 宽带吸声 带宽可定制
4 使用寿命 户外：2到3年 室内：3到5年 户外：5到10年 室内：10到15年
5 防火等级 不燃或可燃 不燃或难燃
6 全寿命成本 较高 较低
7 可设计性 较弱 较高
8 材质 多孔及纤维材料 固体材料，不含纤维

声学超构材料吸声性能

声学超构材料可实现低频宽带吸声
• 亚波长条件下的局域共振，小尺度材料控制低频声波 
• 通过对谐振器阵列耦合机制的调控，实现低频宽带吸声
低频窄频带内实现吸声系数为1-的完美吸声
低频窄频带内实现吸声系数为1 的完美吸声
基于因果律的共鸣腔阵列型吸声超构材料设计方法
基于因果律的共鸣腔阵列型吸声超构材料设计方法

隔声超构材料

声学超构材料可实现低频宽带隔声
• 亚波长谐振，可实现对等效质量的调控
• 在特定频段提高材料的等效质量密度，突破质量定律，获得更高隔声量
提高等效密度：
提高等效密度： 弹性板材振动模态质量提升
提高芯层损耗：
提高芯层损耗： 梯度分布的多层多孔材料
• 通过前期的计算与实验，我们发现
• 超构材料在设计频段的高吸声量，可以转化为高隔声量
• 在高吸声量频段，材料的隔声量可以突破质量密度定律所决定的隔声量
传统隔声材料性能曲线
传统隔声材料性能曲线
宽频带设计

全链条产业化

• 率先打通了从理论研究到解决实际工程应用问题的完整通路 
• 首家实现声学超构材料的全链条产业化，并应用于重大工程与民生领域
全链条产业化

按需定制快速逆向设计能力

基于声子能带结构数据驱动的人工智能声学材料 
逆向设计方法
• 材料研发周期从几个月缩短至7天
• 已逐步建立面向实际需求的声学超构材料快速研发流程
• 已完成吸声超构材料的数据库建立和机器学习设计平台建设
按需定制

规模化生产能力

解决了复杂结构的规模化加工难题，成本降至与常规声学材料相当
通过自研式改进设备，建成国内首条声学超构材料通用生产线

免费咨询热线

025-85890989
地址：江苏省南京市栖霞区南大科学园智慧园1号楼 

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