發燒音響市場充斥著 對鋁材 特性的 狂熱贊譽。鋁材被認為具有出色的振動控制特性，許多人稱其能賦予音樂美妙的音色。然而，我們希望探究鋁材為何能受到如此推崇，尤其是在其他材料（如 Panzerholz 防彈木）同樣可用的情況下。Panzerholz 防彈木以其極高的密度（可沉入水中）、卓越的強度（可用作金屬替代品）以及防彈性能而聞名。從工程參數來看，防彈木的聲學阻尼特性位列最佳之列。防彈木是德國制造的一種高科技天然木材產品。在極端的高溫、高壓和濕度環境下，木材被壓縮至原始尺寸的一半。其纖維在分子層面上相互結合，形成了一種自然界不存在的工程木材。由于這些特點，防彈木被廣泛應用于航空航天、建筑和高端音響等領域。
鑒于此，我希望量化這一主要基于個人觀點的爭論，明確構成良好聲學特性的因素，并證明其是否確鑿無疑。
重量級對決 金屬 還是 木頭
選取了兩種尺寸相同的材料進行對比。挑戰者是 Panzerholz 防彈木，而衛冕冠軍是鋁材。我們在每塊材料的一角鉆了一個小孔，以便在相同的自由懸掛條件下進行測試。
Panzerholz 防彈木鋁材防彈木是德國制造的一種高科技天然木材產品。在極端的高溫、高壓和濕度環境下，木材被壓縮至原始尺寸的一半。其纖維在分子層面上相互結合，形成了一種自然界不存在的工程木材。純鋁的密度約為水的三倍，通常以合金形式使用。它因其良好的可加工性、穩定性和耐腐蝕性而聞名，在發燒音響設備中應用越來越廣泛。
音響 與 航空？
如果你曾見過“航空級鋁材”的宣傳，要知道這些術語并沒有官方認可的定義，也不指代任何特定的鋁合金。在航空領域，若要指定合金，必須符合高強度與低重量的標準。
“航空級鋁材”并非某種特定的合金，也不能作為聲學性能的描述。本次測試所使用的鋁合金在不同標準下有多個名稱。
測試設置及設備
使用設備
麥克風：Earthworks M30 全向測量麥克風
麥克風與音源距離：30 cm
角度：0 度軸向
測試環境：錄音室（半消聲室）約 10 m x 12 m x 6 m
信號處理：
Steinberg WaveLab：波形顯示與頻譜分析：塊大小 262144，分辨率 0.2 Hz，99% 分析重疊，窗口平滑：
HammingSIA-Smaart 聲學工具分析
頻譜圖幅值范圍：–54 dB 至 0 dB24-bit / 48 kHz，按對數頻段劃分
木頭是否更優秀？
但在何種情況下？Panzerholz 防彈木以其極高的密度、強度和防彈特性而著稱。此外，其聲學共振阻尼特性也被認為是最優之一。我們希望找到這些聲學特性的具體表現，并驗證其是否能被清晰展現。
開始測試首先，使用錘子敲擊材料。敲擊產生了全頻率的聲學能量。為了直接比較，我們需要保證對每種材料的敲擊力度相同。
在測試防彈木（Panzerholz）樣品時，注意到每次敲擊都會讓錘子發出輕微的金屬聲。盡管盡力緊握錘子以減少其自身金屬音的貢獻，但完全消除這種聲音是無法做到的。然而，從測試結果來看，這種微弱的金屬音并沒有干擾實驗的解讀。相比之下，在鋁材樣品的測試中，幾乎聽不到錘子的金屬音，因為鋁材自身的聲音完全掩蓋了錘子的共振。雖然錘子的金屬音確實存在（與防彈木測試中完全相同的錘子和握持方式），但被鋁材的聲音所掩蓋。這一觀察揭示了鋁材與防彈木在聲學阻尼特性上的一個顯著差異：鋁材樣品會掩蓋錘子的自身共振，而防彈木樣品則不會。這為我們提供了一個關鍵的信息：防彈木在聲學阻尼性能上表現得更為優異，它可以顯現細微的聲音特性，而鋁材的共振卻掩蓋了這些細節。
正面對決以下是我們分析的音頻文件：
鋁MP3 | 48 kHz / 24 bit防彈木MP3 | 48 kHz / 24 bit
它們的峰值電平和時長完全相同。這使得它們可以直接進行比較，從而揭示有用且具有參考價值的數據。您可以使用自己的設備，根據任何您認為重要的方面，進一步運行分析。
第一回合：
首次擊倒使用這兩個樣品，我們進行了第一項測試。下圖顯示了每種材料的振幅波形（縱軸）隨時間（橫軸）的變化。
鋁材與防彈木的波形對比
鋁和防彈木測試塊在直接校準比較中的表現，每個測試塊各敲擊一次，聲能隨時間衰減。在這兩種情況下，時間和音量的圖像縮放設置是相同的。兩次敲擊發生在35毫秒的靜默之后。防彈木測試塊大約在120毫秒時恢復靜默，而鋁制測試塊則持續振鈴，直到超過半秒（超過可視窗口）。
結果的意義
上述結果已經進行校準。這意味著在鋁和防彈木的兩次敲擊中，麥克風記錄的峰值（0 dB 或 100% 振幅）是相同的。但請注意，這并不意味著兩次敲擊的速度相同。它僅表示，在兩種情況下，第一次聲波前沿擊中麥克風膜片時，使膜片移動的距離完全相同。錘子位于材料的遠側（從麥克風的角度來看）。因此，為了澄清，我們所比較的僅是兩種材料的固有共振響應，而不考慮初始敲擊的相對速度。
因此，我們的測試顯然不關乎錘子。我們關注的是這兩種材料的固有聲學阻尼特性，這些特性沒有受到任何干擾，除了它們自身吸收或釋放聲學能量的過程——這個過程在兩種情況下都從相同的已知校準水平開始釋放聲學能量。
第二回合：再度擊倒
通過比較這兩條曲線，我們可以清楚地看到，鋁制測試塊顯示出明顯且清晰可定義的頻率共振特性，而防彈木塊幾乎沒有表現出這種共振行為。
鋁和防彈木頻譜對比
鋁制樣品（橙色）的共振峰非常明顯，且可以清晰地辨別出作為頻率共振的特征，而防彈木樣品（綠色）則沒有顯示出明顯的共振傾向。
第三回合：最終擊倒
現在，讓我們進一步分析，將每種測試材料的聲學頻率響應數據與這些頻率衰減所需的時間結合起來。我們可以看到每個頻率（左側）如何隨時間（水平軸）逐漸減弱強度（顏色熱度漸變）。觀察這2.5秒如何清晰地展示這兩種材料的聲學阻尼行為。在這里，我們不僅看到它們持續振鈴的時長，還能了解哪些頻率會持續振鈴，以及持續的時間長短。
鋁制樣品 隨 時間變化 的頻譜圖
鋁制樣品隨時間變化的頻譜圖。我們可以清楚地看到只有少數幾個特定頻率的共振譜。單次敲擊產生的能量立即激發了塊體的共振頻率，這些明顯的共振現象在不同的時間段內持續存在，隨著聲能從塊體中逐漸衰減并擴散到空氣中。
防彈木樣品 隨 時間變化 的頻譜圖
防彈木樣品在相同時間段內的頻譜圖。請注意，所有頻率的衰減幾乎完全均勻且同步。隨著時間的推移，所有單獨的頻率幾乎以相同的方式衰減，將初始的敲擊能量分散成即刻的全頻“噪音”，而不是清晰且持久的選定頻率共振。從圖中可以看到，前0.1秒區間內較亮的區域與用于敲擊防彈木塊的金屬錘的聲音相吻合。如果仔細聆聽，可以明顯聽到每次敲擊開始時的金屬聲。
新的冠軍？！
在聲學阻尼特性方面，防彈木明顯展示出優越的頻譜均勻性和共振抑制性——這兩者是最重要的。從敲擊開始，防彈木能立即將能量分散成一種無定形的聲學能量衰減形式，而沒有顯現出明確的聲學特征，這使得防彈木在中性振動吸收性能方面遠遠領先于鋁材。
鋁材料則表現出特定的“音調”，在某些明顯的頻率上像鐘聲一樣振鈴，而且無法均勻地衰減聲學能量。因此，在高性能音頻產品的使用中，我們需要小心鋁的應用。在固有聲學性能方面，防彈木無疑是更好的選擇。
|
