Material ultrasônico absorvente

Materiales ultrasônicos absorventes são um tipo de material especificamente projetado para absorver energia ultrasônica. Eles reduzem a reflexão, transmissão e dispersão de ondas ultrasônicas através de vários mecanismos, reduzindo assim o ruído ultrasônico no ambiente ou melhorando a qualidade da imagem ultrasônica. Este tipo de material tem uma ampla gama de aplicações em vários campos, incluindo imagem médica, testes não destrutivos (NDT), engenharia acústica, controle industrial de ruído, etc.

Propriedades de Material

• Alto húmido: Materiales ultrassônicos absorventes geralmente têm um alto coeficiente húmido, o que significa que podem efetivamente converter energia mecânica em energia térmica.
• Baixa transmissão: Este tipo de material pode reduzir a transmissão de ondas ultrasônicas, reduzindo assim o ruído de fundo.
• Tunabilidade: Ao ajustar a composição, estrutura ou espessura de um material, seu desempenho de absorção pode ser otimizado dentro de um intervalo de frequência específico.
• Peso ligeiro: O design de material tipicamente leva em conta fatores de peso para satisfazer as necessidades dos dispositivos portátiis.
• Durabilidade: É necessário manter o desempenho de trabalho estável durante o uso a longo prazo.

Mecanismo de absorção

• Perda viscoelástica: O efeito viscoelástico dentro do material causa que a energia ultrasônica se dissipe gradualmente durante a propagação.
• Reflexão e dispersão da interface: A estrutura ou microestrutura multicamada dentro do material causa que ondas ultrasônicas refletem e dispersem múltiplas vezes em diferentes interfaces da mídia, consumindo assim energia.
• Absorpção por por: Os poros em materiais porosos podem absorver energia ultrasônica e convert ê-la em energia térmica.
• Absorção de ressonância: Ao projetar estruturas específicas de ressonância, materiais podem produzir absorção de ressonância em frequências específicas.

Materiales comuns de absorção ultrasônica

• Materiales baseados em polimeros: como borracha, espuma de poliuretano, etc. Esses materiais têm boas propriedades viscoelásticas e húmidas.
• Materiales porosos: como espuma de células abertas, materiais de estrutura do ombo de mel, etc. Esses materiais absorvem energia ultrasônica através da estrutura do poro.
• Materiales compostos: Ao adicionar enchimentos absorventes (como fibra de carbono, grafeno, pó de metal, etc.) ao material da matriz, é formado um material composto com propriedades absorventes e força estrutural.
• Materiales micro/nano estruturados: Ao projetar estruturas com escalas de micrometro ou nanometro, pode ser alcançada uma absorção eficaz do ultrassom.
• Materiales inteligentes: Ao incorporar sensores e atuadores, materiais podem sentir mudanças nas condições externas e ajustar seu desempenho de absorção de acordo.

Escenários de aplicações

• Imagagem médica: Na imagem ultrassonográfica, ela é usada para reduzir ruído de fundo e melhorar a qualidade da imagem.
• Testes não destrutivos (NDT): Em testes de materiais, é usado para reduzir a reflexão ultrasônica e melhorar a precisão de detecção.
• Engenharia acústica: Na acústica arquitetônica, ela é usada para controlar o ambiente sonoro interior, reduzir ecos e ruído.
• Controlo industrial do ruído: usado em equipamentos mecânicos para reduzir o ruído gerado durante a operação do equipamento.
• Detecção submarina: Na exploração dos oceanos, é usada para reduzir reflexões acústicas de equipamento submarino e melhorar a precisão da detecção.