【摘要】：石墨烯薄膜揚聲器主要由附著在基底上的石墨烯組成,這類揚聲器利用熱來產(chǎn)生聲音,提高熱聲效率是未來石墨烯薄膜揚聲器的主要設計目標。本文圍繞熱聲效率對石墨烯薄膜的聲場特性和溫度場特性展開研究,探究石墨烯薄膜聲源在有源噪聲控制中的可行性。主要研究內(nèi)容和成果如下:(1)考慮基底熱損耗和薄膜熱容量的影響,建立石墨烯薄膜揚聲器熱聲模型,推導得到近場和遠場聲壓公式;搭建聲學實驗平臺對多個石墨烯薄膜揚聲器進行聲場測量,分析其聲學特性。理論預測值與實驗值吻合較好,驗證了理論模型的正確性。(2)在驗證理論模型正確的基礎上,利用靈敏度分析法系統(tǒng)、全面的研究了石墨烯薄膜揚聲器相關參數(shù)對熱聲效率的影響。研究表明:石墨烯薄膜厚度(5nm~15nm)的靈敏度系數(shù)小于0.02;基底蓄熱系數(shù)的靈敏度系數(shù)大約為1.7;氣體密度的靈敏度系數(shù)可高達2.7,熱導率以及比熱的靈敏度系數(shù)分別為0.98和0.8。(3)考慮基底熱損耗和空氣自然對流的影響,建立石墨烯薄膜揚聲器傳熱模型,對溫度變化和熱量轉(zhuǎn)移進行討論;搭建實驗平臺,對石墨烯薄膜進行溫度場測試,分析其瞬態(tài)溫升及穩(wěn)態(tài)溫度分布。研究表明:薄膜表面溫度在中間達到最高,并向四周衰減;用于熱致發(fā)聲的溫度振蕩極其微弱,故石墨烯薄膜的熱聲效率低下。(4)將石墨烯薄膜揚聲器視為單極子初級聲源和次級聲源,構建有源噪聲控制模型;控制聲場總輻射徑向聲強,分析有源降噪效果與兩薄膜聲源間距和輸出聲頻率的關系。研究表明:兩聲源相距越近,輸出聲頻率越低,有源控制后的聲強越小。
【學位授予單位】：蘇州大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TN643
【圖文】：

石墨烯及其衍生物

石墨烯耳機

石墨烯熱聲揚聲器聲場示意圖

【參考文獻】

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5 姜麗麗;魯雄;;石墨烯制備方法及研究進展[J];功能材料;2012年23期

6 凌曦;張錦;;酞菁鉛在石墨烯表面吸附行為的拉曼光譜研究[J];物理化學學報;2012年10期

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9 朱從云;趙則祥;李春廣;黃其柏;;噪聲控制研究進展與展望[J];噪聲與振動控制;2007年03期

10 馬大猷;熱聲學的基本理論和非線性,Ⅰ熱聲學[J];聲學學報;1999年04期

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本文編號：2755613