为了提高舰船的声隐身能力，通常在舰船壳体结构表面敷设吸声材料（即消声瓦），使用消声瓦不仅可以吸收探测声纳发出的声波，还可以降低自身噪声来达到声隐身的目的。材料的声阻抗（材料密度与材料声速的乘积）与材料的衰减系数是决定吸声性能的两个重要参数，材料的声速和衰减系数与材料的复弹性模量、频率、密度等因素有关。材料的粘弹性越好，阻尼损耗因子越大，材料的吸声性能越好。

　　研究表明，树脂基复合材料的表面声特性阻抗与水比较接近。另外，水声吸声材料的吸声机理主要有粘性内摩擦吸声、弹性弛豫过程吸声和波形转换吸声。树脂基复合材料不仅具有优异的力学性能，而且由于树脂基复合材料自身的材料及结构特性可以促进材料对声波的吸收。树脂基复合材料本身具有大量的界面，界面不仅仅能够增加声波在材料内部的反射过程，增加声波传播过程，而且在不同界面处可以促进声波的波形转换，可以将纵波转换为剪切波，提高声波损耗因了，促进声波吸收；另外，由于其纤维及基体的材料阻尼性能和结构特点，树脂基复合材料是一种具有粘弹性阻尼的材料，这种粘弹性可以促进材料对声波的吸收作用。本章将利用实验测量树脂基复合材料在水中的吸声系数，认识树脂基复合材料水声吸声性能。

　　实验中原材料采用单向碳纤维环氧树脂预浸料。其中，基体材料是力学性能较好的环氧树脂，增强体为碳纤维，使用T800高强碳纤维。采用真空袋热压灌成型工艺制备了碳纤维环氧树脂复合材料层合板，经过机械加工制备出了实验所需的圆形试件。实验中对于两种不同厚度的制件铺层方式基本一致，5.7mm和11.4mm厚度的制件铺层顺序分别为： [45/-45/0/0/-45/90/45/45/90/-45/0/0/-45/45/0]s以及[45/-45/90/45/0/-45/0/45/0/-45/0/-45/90/45/45/90/-45/45/0/90/-45/0/-45/0/45/0/-45/90/45/0]s。根据脉冲管实验对试件形状的要求，加工出直径为56mm的圆柱形试件。

　　通过试验分别测量得到了厚度为5.7mm和11.4mm的碳纤维环氧树脂复合材料试件的声压复反射系数，根据声压反射系数的模计算得到两种厚度试样的吸声系数。吸声系数与频率有关，在高频阶段，厚度为11.4mm的碳纤维环氧树脂树脂复合材料试件的吸声系数明显优于厚度为5.7mm的试件的吸声系数，这是由于厚度的增加使得声波在材料内部的传播距离增加，从而内部声波损耗增加，吸声性能提高。

　　另外，可以发现，厚度为5.7mm的复合材料试件吸声性能较差，而对于厚度为11.4mm的试件，树脂基复合材料试件已经表现出了优良的吸声性能，吸声系数达到0.6以上，证明碳纤维环氧树脂复合材料具有作为水声吸声材料的潜力，增加材料的厚度是提高吸声系数的重要手段。

　　由于树脂基复合材料制备工艺的特点，制备出了一面光滑一面具有麻面表面的碳纤维环氧树脂复合材料试件，麻面表面是由于使用脱模布，由脱模布的表面性质而引起的，光滑表面是直接与钢制模具接触的结果。材料的吸声性能与试件表面结构特点有关，实验中测量了厚度为11.4mm的试件的光滑面与麻面分别作为前界面时的声压反射系数，比较在两种表面下的吸声系数，结果发现，麻面表面的吸声系数显著优于光滑表面的吸声系数，麻面表面的高频吸声系数可以达到0.9左右，具有优异的吸声性能。这可能是由于规则的麻面表面结构类似于吸声结构，使得声波更加容易进入到材料内部，从而减小反射声波，同时由于漫反射的存在减弱了反射信号造成的。

　　实验中利用复反射系数对材料的衰减系数和声速进行了反衍计算，声速在2300m/s-2500m/s，而衰减系数为60-100奈贝/米。与其它传统材料的衰减系数相比，计算得到的衰减系数偏大。误差的产生可能是由于试件本身太薄的原因（需要3cm及以上），同时设备的因素使得相位角的测量不够准确，因而无法保证衰减系数和声速的准确度。

　　阅读延伸：《碳纤维复合材料声纳导流罩透声性研究》