文獻計量視角下的吸聲材料研究動態分析

摘? 要：以知網文獻作為數據的來源，采用CiteSpace和VOSviewer軟件，從總體發文量、高產發文機構、發表期刊、主要關鍵詞、研究熱點及方向等方面對吸聲材料領域研究熱點與發展趨勢進行統計分析。近20年間該領域文獻發表數量總體上呈現上升趨勢，大多數學者間缺乏合作，以獨立研究居多。各發文機構間尚未形成緊密的研究團體，合作較少。當前研究熱點主要集中在吸聲材料的成分結構、性能、應用、新型吸聲材料的制備及方法研究等方面，兼具優越吸聲性能、節能環保、可重復利用、裝飾功能的新型吸聲材料的研發將是未來需要關注的重要方向。

關鍵詞：CiteSpace；VOSviewer；文獻計量；吸聲材料；發展動態；可視化分析

中圖分類號：TP391.1? 文獻標識碼：A? 文章編號：2096-4706（2023）15-0119-08

Research Dynamic Analysis of Sound Absorbing Materials from the Perspective of Bibliometrics

WANG Zuyan

（Department of Health Management， Guiyang Institute of Information Science and Technology， Guiyang? 550025， China）

Abstract： This paper takes CNKI literature as the source of data， uses CiteSpace and VOSviewer software， and performs statistical analysis of the research hotspots and development trends in the field of sound absorbing materials from the following aspects： the overall number of publications， the high-yield publishing institutions， the published journals， the main keywords， the research hotspots and directions. In the past two decades， the number of literature published in this field has generally shown an upward trend， and most scholars lack cooperation with each other， mostly independent research. Close research groups have not yet formed among the publishing institutions， and there is little cooperation. The current research focus is mainly on the composition and structure， performance， application， preparation and method research of new sound absorbing materials. The research and development of new sound absorbing materials with excellent sound absorbing performance， energy conservation and environmental protection， reusable and decorative functions will be an important direction to be concerned in the future.

Keywords： CiteSpace; VOSviewer; bibliometrics; sound absorbing material; development dynamics; visual analysis

0? 引? 言

隨著現代的城市建設、交通運輸業的發展及工業化進程加快，環境噪聲污染日益嚴重，噪聲污染已經成為一種難治的“城市病”[1]，危害人們的身心健康。由于人們對“安靜”幸福生活的不斷追求，噪聲污染擾民已經成為了環保投訴的熱點話題，《2021年中國環境噪聲污染防治報告》中就提及：2020年度的噪聲污染投訴案件總數占環保投訴案件比例是35.3%[2]，這直接影響了社會的和諧與穩定發展，在我國的“十四五”規劃綱要中就有明確表示要提高環境噪聲污染防控要求，因而攻克環境噪聲污染防治技術已迫在眉睫。

吸聲材料是指當聲音在物體的傳播中，聲能變為機械能、熱能或其他能量而損耗掉，使聲能減弱，從而起著降低噪音效果的材料[3]。聲能被吸聲材料所吸收而起著降噪的作用，已成為環境噪聲污染防治過程的重要一環。

隨著經濟社會的飛速發展，人們對高質量生活的追求使得噪聲污染治理工作越發重要。吸聲材料因其兼具吸聲系數好、防火防潮、壽命長、環保、裝飾效果美觀等優點，在建筑裝修、環保、科技、聲學等領域備受青睞，前景十分廣闊，特別是新型吸聲材料的發展，讓我們的生活更舒坦愜意，因而成為環保市場的新寵。

目前，國內研究者從不同角度對吸聲材料的成分結構、性能、制備、應用等進行了大量的研究，但從整體上對吸聲材料的研究動態和熱點前沿等問題進行歸納分析的文獻還比較少，缺乏系統的、綜述性質的文獻，不利于國內吸聲材料的深入研究和未來持續發展。鑒于此，本文利用CiteSpace和VOSviewer這兩個文獻統計分析軟件，借助CNKI學術期刊網絡數據庫，對吸聲材料領域2001—2020年研究成果進行系統性分析，探討和預測了該領域的研究熱點和發展趨勢，以期能為未來吸聲材料領域的研究提供依據。

1? 數據來源與研究方法

1.1? 數據來源

人為篩選文獻可能會造成信息的漏選或多選等問題，規范的文獻計量方法可以避免這樣的主觀因素的誤導[4]。CNKI學術期刊網絡數據庫作為國內具有較大市場影響力的學術文獻數字化服務平臺，因其涵蓋的學術資源豐富、覆蓋面廣、文獻類型多樣等優點而被人們廣泛地應用到文獻計量與可視化分析領域。

在中國學術期刊出版總庫（CNKI）中選擇專業檢索，主題檢索策略如下：SU %= '吸聲材料' OR SU %= '吸音材料' OR SU %= '多孔性吸聲材料' OR SU %= '共振吸聲結構' OR SU %= '復合吸聲材料' OR SU %= '纖維吸聲材料' OR SU %= '顆粒狀吸聲材料' OR SU %= '泡沫吸聲材料' OR SU %= '穿孔板吸聲結構' OR SU %= '微穿孔板' OR SU %= '空間吸聲體' OR SU %= '吸聲劈尖'，所選的關鍵詞是根據吸聲材料領域高頻詞匯多次測試后確定。

檢索時，發表時間范圍設為2001—2020年，共得到3 926篇文獻，文獻類型選擇學術期刊，共搜索到2 292篇論文。為得到相關主題的文獻，人工篩選檢索結果，剔除新聞資訊、編輯部、會議議題、學術會議摘要集、信息等無關和重復內容96篇，最后挑選到有效文獻為2 196篇，選擇Refworks作為其生成的文獻格式，將download_XX. Txt作為格式文件的命名，將保存好的數據導入CiteSpace 5.7.R1軟件進行分析，在2023年2月1日進行相關檢索。

1.2? 研究方法

文獻計量學研究方法是貫穿統計學、文獻學、數學等多個領域的一種可以量化的分析方法，人們運用統計學、數學等手段，收集、整理、處理和分析文獻數據，以展現某學科或領域的聚焦點和發展態勢[5]，該方法在科學研究中有著良好的運用。

作為文獻計量學常用的軟件，CiteSpace和VOSviewer均能進行信息可視化分析，但是各有側重點，可以相互考查驗證[6]。美國的Drexel大學陳超美老師開發了CiteSpace這樣一款基于文獻計量學方法的數據可視化工具[7]，該軟件可以分析源于CNKI、Web of Science等數據庫的大量文獻，將相關學科或領域的期刊、作者單位、主題、關鍵詞等信息繪制可視化的知識圖譜[5]，側重于對熱點趨勢的分析[8]。而2009年荷蘭萊頓大學的學者Eck和Waltman[9]研發了一款名叫VOSviewer的基于Java的免費軟件，該軟件側重于信息計量學的可視化[8]。

筆者結合文獻計量學的量化方法，通過使用CiteSpace 5.7.R1和VOSviewer這兩個數據可視化工具，整理和歸納CNKI數據庫中吸聲材料的相關文獻，從總體發文量、高產發文機構、發表期刊、主要關鍵詞、研究熱點及方向等多個方面對吸聲材料領域的聚焦點與未來發展走勢進行了統計分析，并形成可視化知識圖譜。

2? 吸聲材料研究文獻計量分析

2.1? 總體發文量分析

總體發文量是衡量某一領域科研力量和研究趨勢的一個重要參數，可反映該領域研究熱點受到研究者的關注程度。根據國內吸聲材料的年度發文量，其研究情況如圖1所示。

本研究所使用的2 196篇論文來自512個機構的4 053名作者。從圖1的國內吸聲材料的年度發文量變化趨勢圖可知，隨時間的變化，從2001—2020年發文量總體上有上升態勢，其中2010、2015、2017、2019、2020年略有下降。結合發文量將國內吸聲材料研究大體分為4個階段：1981—2000年尚處于吸聲材料研究的萌芽期，該領域研究成果較少，截至2000年積累的70余篇相關文獻為后續研究奠提供了重要依據；2001—2005年開始了緩慢增長，但年增長量相對較低且不穩定；2006—2009年國內吸聲材料的研究得到了快速的發展，說明吸聲材料研究變得較為活躍，備受國內較多研究團隊的關注。2010—2020年，發文量顯示出螺旋式上升趨勢，預測從2020年后會持續呈現一個發文量增長的態勢。

2.2? 高產發文機構

從主要發文機構發文量來看，如表1所示，2001—2020年內同濟大學聲學研究所發文量最多達到25篇，其次是江蘇大學汽車與交通工程學院、海軍工程大學船舶與動力學院、西北工業大學航海學院、哈爾濱工程大學動力與能源工程學院為發文量前五的機構，有8家研究機構的發文量在10篇及以上，發文機構以高校為主。

各機構的合作用節點的連線呈現，線條越粗則體現發文機構間的合作越好，圖2數據結果表明：國內吸聲材料領域的研究機構分布圖中，共有551個網絡節點數（N），共有113個連線數（E），0.000 7為網絡密度值。具體講，吸聲材料領域各發文機構之間的連線較少，合作并不密切，缺乏跨機構合作，不利于后續科研的開展。

2.3? 發文期刊統計

本文整理得到文獻所屬的期刊及其所刊載的文獻數量，如表2所示。所刊載的文獻數量≥15篇的期刊共有16個，其中有《噪聲與振動控制》《電聲技術》《聲學技術》《音響技術》《聲學學報》排名前五，載文量依次是142篇、83篇、42篇、32篇和29篇。吸聲材料領域發文量較高的期刊中《噪聲與振動控制》《聲學技術》《聲學學報》《振動與沖擊》《應用聲學》《紡織學報》《高分子材料科學與工程》《艦船科學技術》《功能材料》《材料導報》《機械設計與制造》《環境工程》均為中文核心期刊，影響因子大于1的就有4個期刊?？梢?，吸聲材料領域高質量、高水平核心期刊發文量較多。

2.4? 發文作者統計

分析發文作者，可剖析出該領域的高產作者是誰及核心作者合作群體有哪些。著名科學家Price（1963）在普賴斯規律（Price Law）中指出[10]，在某一領域的同一聚焦點中，高產學者所撰寫論文數就占到50%，這些學者的數量約為全部作者總數的平方根，其表達式如下：

式中，某一領域的核心學者的最少發文量用b表示，最高產學者的發文量用amax表示[10]。

依據國內吸聲材料領域的檢索結果和Price Law，可知amax = 23，b = 3.59，這就意味著想要成為該領域的核心作者，發文量至少達到4篇以上（包含4篇），因此統計得到共計179名核心作者，共計發文1 171篇，占總發文量的53.3%，大于全部論文數量的50%，符合普賴斯定律。朱錫（23篇）、季振林（19篇）、湯慧萍（17篇）、趙曉丹（16篇）、鐘祥璋（16篇）為該領域發文量前5的高生產力作者。

作者合作關系網絡圖譜運用VOSviewer構建，如圖3所示。結果表明，核心作者群由朱錫、湯慧萍、季振林、李賢徽、金雪莉、劉培生等為代表的研究團隊構成，但是團隊之間的合作不緊密，獨立研究的情況居多。

2.5? 關鍵詞統計分析

2.5.1? 關鍵詞聚類分析

基于關鍵詞共現網絡的知識結構圖譜，如圖4所示，CNKI數據庫聚類關鍵詞得到ID為#0～#10共11個的聚類標簽，聚類標簽分別為：#0吸聲性能，該類群主要是吸聲材料吸聲性能的研究；#0吸聲系數，#1微穿孔板，#2噪聲，#3吸音材料，#4吸聲，#5吸聲材料，#6吸聲板，#7聲屏障，#8孔隙率，#9優化，#10統計能量法。從圖4可視化結果中可知，聚類圖譜中大多數聚類較集中，提示各聚類間聯系緊密，表明研究主題接近。

另外，本文利用對數似然率檢驗法（Log-Likelihood RatioTest， LLR）對關鍵詞進行聚類探討，按頻次將每一個聚類關鍵詞進行排序，排名前10的聚類模塊信息如表3所示。依據譜聚類算法，[0，1]是聚類模塊化值（Modularity Q， Q）的取值范圍（Q＞0.3表示有明顯的聚類結構，取值越接近于1，有更好的聚類效果）；[?1，1]是輪廓值（Sihouette， S）的取值范圍（S＞0.5表示聚類恰當；S＞0.7表明聚類可信；S值越接近于1，聚類結果可信度越高）[11，12]。本研究共得到11個關鍵詞聚類標簽，Modularity Q = 0.444 6＞0.3、S = 0.799 5＞0.7，表明關鍵詞聚類效果可信度較高。

2.5.2? 高頻關鍵詞

使用VOSviewer對關鍵詞進行聚類分析來了解吸聲材料領域的研究熱點，VOSviewer中顯示的關鍵詞共有697個，在Choose threshold界面設置共現頻次閾值≥18，篩選得到的高頻關鍵詞共有70個，人工去掉不符合的高頻關鍵詞27個，剩下43個高頻關鍵詞，形成7個聚類，聚類視圖結果如圖5所示。圓圈的顏色表示不同關鍵詞隨著時間變化的聚類；圓圈的節點面積越大，說明關鍵詞有更高的影響力；關鍵詞之間的緊密程度用不同節點的連線表示，線條越粗表明關鍵詞的關聯性越高。由圖5可知吸聲材料、吸聲系數、吸聲性能、微穿孔板、聲學、混響時間、噪聲控制等的影響力越大，可推測吸聲材料的成分結構、性能、應用、新型吸聲材料的制備及方法研究等方面是吸聲材料研究的重點之一；也是吸聲材料研究的熱點話題。

圖5? 關鍵詞聚類視圖

關鍵詞的重要性主要體現在對文獻的貢獻上，通過對關鍵詞的查閱能快速抓住文獻的核心與精髓，從關鍵詞共現的探討中可以展示出某領域的聚焦點和關注度。為了更清晰了解關鍵詞的具體情況，更直觀的顯示出該領域的研究熱點分布情況，本文使用VOSviewer工具對2 196篇文獻的關鍵詞進行挑選，選擇18作為關鍵詞共現的頻次閾值，繪制關鍵詞密度圖譜，如圖6所示，并統計整理出關鍵詞的頻次，詳見表4。關鍵詞密度圖譜中，關鍵詞的亮度越大表示它出現的頻次越多。從圖6和表4可以看出，吸聲材料、吸聲系數、吸聲性能、微穿孔板、聲學、混響時間、噪聲控制等是國內吸聲材料相關文獻中出現次數較高的詞，該領域的代表性詞匯由這些高頻關鍵詞構成。

2.6? 研究熱點及方向

關鍵詞共現圖譜能夠分析出該時期某領域關鍵詞隨時間變化的研究熱點和趨勢，本文利用CiteSpace 5.7.R1工具的“Burstness”選項，默認γ=

1.0，Minimum Duration=2，設定好顯示突顯頻次前 25的關鍵詞，得到吸聲材料突現率圖譜，如圖7所示，從中剖析該時期吸聲材料領域的關注點。

從如圖7所示的關鍵詞共現圖譜中可以了解到，吸聲材料領域最初主要集中在噪聲污染、噪聲治理、吸聲板、空間吸聲體、泡沫玻璃、混響時間等方面，如吸聲材料的研發和適用性提升等基礎內容的研究；其次是吸聲材料成分結構、設備與加工方面的研究內容逐漸增多，出現聲學設計、傳遞矩陣、多孔性吸聲材料、阻性吸聲材料、非織造材料等熱詞，說明吸聲材料的性能和應用研究得以延伸；近來，聚氨酯、吸聲性能、有限元等成為新的研究關鍵詞，說明研究內容更加注重新型吸聲材料的制備及方法研究，這將是未來的研究熱點。

目前，吸聲材料的類別和形式比較豐富，多孔性吸聲材料和共振吸聲結構兩部分是據其吸聲機理來分類的[13]，其中多孔吸聲材料又包括纖維材料、復合吸聲材料和泡沫材料[10]，應用最為廣泛；共振吸聲結構由薄板共振吸聲結構、穿孔板共振吸聲結構構成[13]。

多孔性吸聲材料是這樣吸聲的[14]：當聲音與多孔性吸聲材料表面接觸時，聲波在材料空隙內傳播使得空氣分子會產生振動，由于空氣具有內摩擦作用及熱傳導現象，故使聲能變為熱能而消失，從而起著吸收聲能的效果。而共振吸聲結構的卻是這樣吸聲的：當入射聲波的頻率等于材料的固有頻率時產生共振現象[15]，此時薄板有最大的彎曲形變，振動幅度最大，強度最高，此時有最多的聲能量消耗。

吸聲材料或吸聲結構類型單一，吸聲頻率較窄，其聲學性能達不到目前人們對聲環境較高的質量要求。且傳統吸聲材料存在吸聲性能低、環保性差、易吸水、使用年限短、易造成二次污染、成本高以及使用范圍局限等不足[16]，它將被優點更多、綜合性更強的新型吸聲材料取代。

因此，為了實現經濟社會的高質量發展，優勢互補的吸聲材料進行已成為當前該領域發展的主流，這樣更有利于吸聲材料行業長遠的發展，復合型吸聲材料、環保型吸聲材料、多功能型吸聲材料[16]等這樣同時兼具優越聲學性能、環保、可重復利用、裝飾功能的新型吸聲材料[17]應運而生，在一定程度上完善了傳統吸聲材料的性能[18]。綠色化、輕薄化、高效化的吸聲材料[17]有著更廣闊的市場前景，比如兼具良好的吸聲性能、外觀美觀和防腐防潮等多個優點的超微孔吸聲材料和質輕、耐用性好的金屬纖維等吸聲產品更易收到市場青睞，將是今后吸聲材料的發展目標[17，19]。

3? 結? 論

隨著現代工業化的不斷深入推進，不同程度的噪聲污染妨礙了人們日常的生活、學習和休息以及損害人們身體健康而備受大家關注。在經濟社會的高質量發展的當下，人們的環保意識增強和對美好生活的追求和向往，因而對環境中聲音控制的要求越來越高。目前在眾多噪聲治理的方法中，吸聲降噪材料就是其中的一種。因而，對吸聲降噪新材料的結構、性能等的研發已成為環保領域一個不斷迭代更新的研究課題。

本文使用CiteSpace和VOSviewer這兩個論文統計研究工具，利用文獻計量學的研究方法，在CNKI數據庫中對吸聲材料領域2001—2020年的學術期刊文獻進行檢索，從總體發文量、高產發文機構、發表期刊、發文作者、主要關鍵詞等多個視角進行了統計分析，得到可視化知識圖譜，并對吸聲材料領域研究熱點以及未來的發展趨勢進行了探討和分析，得出主要結論如下：

1）從文獻的總體發文量來看，近20年間吸聲材料領域文獻發表數量整體上呈現上升趨勢，在某些年份中略有下降。隨著我國注重噪聲污染防治工作，吸聲材料領域的發文量預計在未來有持續增長的趨勢。

2）從高產發文機構來看，同濟大學聲學研究所、江蘇大學汽車與交通工程學院、海軍工程大學船舶與動力學院、西北工業大學航海學院、哈爾濱工程大學動力與能源工程學院為發文量前五的機構，發文機構以高校為主。這些發文機構的科研生產力較高，但在科研方面的合作仍需加強。

3）從發文期刊來看，吸聲材料領域發文量排名前20的期刊中就有12個為中文核心期刊。影響因子作為評價期刊的一個重要概念，它的數值越大，說明該期刊的學術影響力就越高，期刊的質量和水平就越好。吸聲材料領域中綜合影響因子大于1的就有《振動與沖擊》《紡織學報》《材料導報》《環境工程》這4個期刊?？梢?，吸聲材料領域有較多的高水平、高質量核心期刊論文。

4）從作者本人及相關合作來看，發文量最多的作者有朱錫、季振林、湯慧萍、趙曉丹、鐘祥璋等，核心作者形成了以朱錫、湯慧萍、季振林、李賢徽、金雪莉、劉培生等為代表的研究團隊，這些研究團隊在推動吸聲材料領域發展的過程起到了重要的推動作用。但是研究團隊之間的合作呈現出大分散、小集中的特征，大多數學者間缺乏合作，以獨立研究居多。期待在今后的研究中，學者們的合作關系更緊密，在相互協作中共同推動該領域的高質量發展。

5）從關鍵詞的共現分析來看，“吸聲材料”“吸聲系數”“吸聲性能”“微穿孔板”“聲學”“混響時間”“噪聲控制”等是研究者比較感興趣的研究方向。

6）從研究熱點和研究趨勢來看，在2001—2020年這20年間吸聲材料發展迅速，該領域的研究范圍被快速拓寬，這引起了學者們的廣泛關注。2022年6月5日，隨著《噪聲污染防治法》的發布，吸聲降噪技術被賦予更高的要求。吸聲材料領域的關注點主要包括材料的成分結構、性能研究、應用研究、新型吸聲材料的制備及方法研究等方面，將多孔性吸聲材料和共振吸聲結構優良的吸聲性能相結合是一個著重點，兼具優越吸聲性能、節能環保、可重復利用、裝飾功能的新型吸聲材料的研發，比如復合型吸聲材料、環保型吸聲材料、多功能型吸聲材料等將成為當前該領域研究的新常態。質輕、耐用性好的吸聲產品將是今后吸聲材料發展的主流。

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