振動(dòng)膜及其制法和應(yīng)用的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種揚(yáng)聲器用振動(dòng)膜及其制法和應(yīng)用。具體地，本發(fā)明提供了一種振動(dòng)膜，包括金屬基材以及位于所述基材至少一個(gè)主表面上的金屬氧化物層，其中，所述金屬氧化物層具有一個(gè)或多個(gè)改善音頻和/或音質(zhì)的以下特征：(i)所述金屬氧化物層具有納米管陣列結(jié)構(gòu)；(ii)所述金屬氧化物層的硬度和/或彈性模量大于所述金屬基材的硬度和/或彈性模量。在金屬基材表面通過(guò)陽(yáng)極氧化處理技術(shù)直接生成一層氧化層，可以有效提高振動(dòng)膜的硬度和彈性模量，改善振動(dòng)膜的音頻和音質(zhì)。
【專利說(shuō)明】振動(dòng)膜及其制法和應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及揚(yáng)聲器領(lǐng)域，具體涉及一種振動(dòng)膜及其制法和應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著現(xiàn)代音響設(shè)備技術(shù)的發(fā)展，對(duì)于放音系統(tǒng)的高頻振動(dòng)膜有著越來(lái)越高的要求。傳統(tǒng)的揚(yáng)聲器振動(dòng)膜多為有機(jī)塑料材料或其復(fù)合材料，但是，這些材料的發(fā)音效果不盡如人意，特別是在高音和高頻發(fā)聲下，音質(zhì)很難滿足應(yīng)用需求。
[0003]目前，高音高頻發(fā)音領(lǐng)域多選用鈦及其合金材料制備振動(dòng)膜，鈦及其合金具有較好的耐腐蝕性和力學(xué)性能，是理想的高端振動(dòng)膜用金屬材料。但是，傳統(tǒng)鈦振動(dòng)膜的頻響范圍較窄，靈敏度低，在高頻時(shí)容易產(chǎn)生分割振動(dòng)，嚴(yán)重影響其發(fā)音效果。
[0004]綜上所述，在現(xiàn)有技術(shù)中，尚缺乏令人滿意的、具有寬頻響范圍和聞靈敏度的聞?lì)l振動(dòng)膜，因此，本領(lǐng)域迫切需要開(kāi)發(fā)能滿足高音和高頻要求的高頻振動(dòng)膜。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種能夠滿足高音和高頻要求的振動(dòng)膜及其制法和應(yīng)用。
[0006]在本發(fā)明的第一方面，提供了一種振動(dòng)膜，所述振動(dòng)膜包括金屬基材以及位于所述基材至少一個(gè)主表面上的金屬氧化物層，其中，所述金屬氧化物層具有一個(gè)或多個(gè)改善音頻和/或音質(zhì)的以下特征:
[0007](i)所述金屬氧化物層具有納米管陣列結(jié)構(gòu)；
[0008](ii)所述金屬氧化物層的硬度和/或彈性模量大于所述金屬基材的硬度和/或彈
性模量。
[0009]在另一優(yōu)選例中，所述金屬氧化物層的硬度為4?6GPa。
[0010]在另一優(yōu)選例中，所述基材的硬度為2?5Gpa。
[0011]在另一優(yōu)選例中，所述金屬氧化物層的彈性模量為140?200GPa。
[0012]在另一優(yōu)選例中，所述基材的彈性模量為70?140Gpa。
[0013]在另一優(yōu)選例中，所述金屬氧化層使得所述振動(dòng)膜呈現(xiàn)不同的顏色。
[0014]在另一優(yōu)選例中，所述基材金屬包括選自下組的金屬:純鈦、鈦合金、純鋁，鋁合金，或其組合。
[0015]在另一優(yōu)選例中，所述具有納米管陣列結(jié)構(gòu)的金屬氧化物層包括氧化鈦和/或氧化招。
[0016]在另一優(yōu)選例中，所述納米管的平均長(zhǎng)度為Ιμπι?50μπι;和/或所述納米管的平均直徑為20?150nm。
[0017]在本發(fā)明的第二方面，提供了一種揚(yáng)聲器，所述揚(yáng)聲器包括本發(fā)明第一方面所述的振動(dòng)膜。
[0018]在本發(fā)明的第三方面，提供了一種本發(fā)明第一方面所述的振動(dòng)膜的制備方法，該方法包括以下步驟:[0019](a)提供金屬基材；
[0020](b)在所述金屬基材的至少一個(gè)主表面上生成具有納米管陣列結(jié)構(gòu)的第一金屬氧化物層；
[0021](c)將所述第一金屬氧化物層的納米管剝離，得到主表面具有納米管陣列結(jié)構(gòu)模板的金屬基材；
[0022](d)在金屬基材具有所述納米管陣列模板的主表面上生成具有納米管陣列結(jié)構(gòu)的第二金屬氧化物層，得到所述振動(dòng)膜。
[0023]在另一優(yōu)選例中，所述步驟(b)包括:
[0024]配置含有氟離子的電解質(zhì)水溶液；
[0025]在所述含有氟離子的電解質(zhì)水溶液中，以所述金屬基材為陽(yáng)極，對(duì)所述金屬基材進(jìn)行陽(yáng)極氧化處理，從而在所述金屬基材的至少一個(gè)主表面上生成具有納米管陣列結(jié)構(gòu)的第一金屬氧化物層；
[0026]和/或，所述步驟(C)包括:
[0027]通過(guò)機(jī)械振動(dòng)將所述第一金屬氧化物層中的納米管剝離，在所述金屬基材的所述主表面上生成納米管陣列模板，得到主表面具有納米管陣列結(jié)構(gòu)模板的金屬基材；
[0028]和/或,所述步驟(d)包括:
[0029]在所述的氟離子電解質(zhì)水溶液中，以主表面具有所述納米管陣列模板的金屬基材為陽(yáng)極，對(duì)該金屬基材進(jìn)行陽(yáng)極氧化處理，在所述主表面生成具有納米管陣列結(jié)構(gòu)的第二金屬氧化物層，得到所述振動(dòng)膜。
[0030]在另一優(yōu)選例中，在生成所述的振動(dòng)膜后，將所述振動(dòng)膜在丙酮溶液中超聲波清洗處理時(shí)間為5?IOmin。
[0031]在另一優(yōu)選例中，在所述配置含有氟離子的電解質(zhì)水溶液的步驟之前，還包括以下步驟:
[0032]對(duì)所述金屬基材進(jìn)行表面預(yù)處理。
[0033]在另一優(yōu)選例中，所述對(duì)所述金屬基材進(jìn)行表面預(yù)處理包括:
[0034]在堿洗液中對(duì)所述金屬基材進(jìn)行除油和除銹活化處理；和/或
[0035]在酸洗液中對(duì)所述金屬基材進(jìn)行除油和除銹活化處理；和/或
[0036]在丙酮溶液中對(duì)所述金屬基材進(jìn)行超聲波清洗，然后將所述金屬基材風(fēng)干。
[0037]在另一優(yōu)選例中，所述堿洗液為氫氧化鈉水溶液。
[0038]在另一優(yōu)選例中，所述氫氧化鈉堿洗液的濃度為5?20wt.%。
[0039]在另一優(yōu)選例中，所述酸洗液包括選自下組的酸:氫氟酸、硝酸、或其組合。
[0040]在另一優(yōu)選例中，所述酸洗液的體積比為:氫氟酸:硝酸:去離子水=0.1?10:0.4 ?40:3 ?300。
[0041]在另一優(yōu)選例中，所述含有氟離子的電解質(zhì)水溶液包括選自下組的氟化物:氟化銨、氟化鉀、氟化鈉、或其組合；和/或
[0042]所述含有氟離子的電解質(zhì)水溶液包括選自下組的添加劑:去離子水、丙三醇、乙二醇、甲醇、或其組合。
[0043]在另一優(yōu)選例中，所述氟化物為氟化銨，所述含有氟離子的電解質(zhì)水溶液中氟化銨的含量為0.01?2.5wt.%。[0044]在另一優(yōu)選例中，所述含有氟離子的電解質(zhì)水溶液中包含0.2?20wt.%的去離子水。
[0045]在另一優(yōu)選例中，所述含有氟離子的電解質(zhì)水溶液中包含0.01?99.9wt.%的乙二醇。
[0046]在另一優(yōu)選例中，所述陽(yáng)極氧化處理包括選自下組的一個(gè)或多個(gè)特征:
[0047]所述陽(yáng)極氧化處理的陽(yáng)極氧化電壓為5V?100V ；
[0048]所述陽(yáng)極氧化處理的氧化時(shí)間為20min?150min ；
[0049]所述陽(yáng)極氧化處理的電解質(zhì)溫度為10°C?80°C ；
[0050]所述陽(yáng)極氧化處理的對(duì)電極為石墨或金屬。
[0051]在本發(fā)明的第四方面，提供了一種本發(fā)明第一方面所述的振動(dòng)膜的制備方法，該方法包括以下步驟:
[0052](al)提供金屬基材；
[0053](bl)在磷酸電解質(zhì)水溶液中，以所述金屬基材為陽(yáng)極，對(duì)所述金屬基材進(jìn)行陽(yáng)極氧化處理，在所述金屬基材的至少一個(gè)主表面上生成金屬氧化物層，得到所述振動(dòng)膜。
[0054]在另一優(yōu)選例中，生成的所述金屬氧化層為氧化鈦層，且所述氧化鈦層的厚度為IOnm ?200nm。
[0055]在另一優(yōu)選例中，所述陽(yáng)極氧化處理具有選自下組的一個(gè)或多個(gè)特征:
[0056]所述陽(yáng)極氧化處理的電壓為5V?100V ;
[0057]所述陽(yáng)極氧化處理的氧化時(shí)間為5min?60min ；
[0058]所述陽(yáng)極氧化處理的電解質(zhì)溫度為10°C?80°C ；
[0059]所述陽(yáng)極氧化處理的對(duì)電極為石墨或金屬。
[0060]在另一優(yōu)選例中，所述磷酸電解質(zhì)溶液的配比為0.1?20wt.% H3PO4水溶液，溶劑為去離子水。
[0061]在另一優(yōu)選例中，在所述配置磷酸電解質(zhì)水溶液的步驟之前，還包括以下步驟:
[0062]對(duì)所述金屬基材進(jìn)行表面預(yù)處理。
[0063]在另一優(yōu)選例中，所述對(duì)所述金屬基材進(jìn)行表面預(yù)處理包括:
[0064]在堿洗液中對(duì)所述金屬基材進(jìn)行除油和除銹活化處理；和/或
[0065]在酸洗液中對(duì)所述金屬基材進(jìn)行除油和除銹活化處理；和/或
[0066]在丙酮溶液中對(duì)所述金屬基材進(jìn)行超聲波清洗，然后將所述金屬基材風(fēng)干。
[0067]在另一優(yōu)選例中，所述堿洗液為氫氧化鈉水溶液。
[0068]在另一優(yōu)選例中，所述氫氧化鈉堿洗液的濃度為5?20wt.%。
[0069]在另一優(yōu)選例中，所述酸洗液包括選自下組的酸:氫氟酸、硝酸、或其組合。
[0070]在另一優(yōu)選例中，所述酸洗液的體積比為:氫氟酸:硝酸:去離子水=0.1?10:0.4 ?40:3 ?300。
[0071]應(yīng)理解，在本發(fā)明范圍內(nèi)中，本發(fā)明的上述各技術(shù)特征和在下文(如實(shí)施例)中具體描述的各技術(shù)特征之間都可以互相組合，從而構(gòu)成新的或優(yōu)選的技術(shù)方案。限于篇幅，在
此不再一一累述。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】[0072]圖1示出了本發(fā)明中在不同陽(yáng)極氧化電壓下生成的具有純鈦層-致密氧化鈦層結(jié)構(gòu)的振動(dòng)膜，陽(yáng)極氧化電壓分別為:
[0073](a) 10V、(b)30V、(c) 50V ；
[0074]圖2示出了本發(fā)明中(a)純鈦層上生成的類碗狀的納米管陣列模板和(b)純鈦層上生成的納米管陣列；
[0075]圖3示出了本發(fā)明實(shí)施例中一振動(dòng)膜的硬度和彈性模量隨壓入深度的變化曲線?！揪唧w實(shí)施方式】
[0076]本發(fā)明人經(jīng)過(guò)廣泛而深入的研究，通過(guò)反復(fù)試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)在作為高頻振動(dòng)膜的金屬基材表面生成一層該金屬基材的氧化物，可以有效提高高頻振動(dòng)膜的硬度和彈性模量。在這一思路的幫助下，本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)通過(guò)先進(jìn)的多步陽(yáng)極氧化處理技術(shù)，可以在金屬基材的表面構(gòu)筑高度有序的金屬氧化物納米管陣列，通過(guò)對(duì)納米管陣列中納米管的直徑和長(zhǎng)度的調(diào)控，可有效改善振動(dòng)膜的音頻和音質(zhì)。同時(shí)，通過(guò)陽(yáng)極氧化處理技術(shù)，還可以在金屬基材的表面生成多色彩的致密金屬氧化層，該氧化層具有優(yōu)于原金屬基材的硬度和彈性模量，可作為優(yōu)質(zhì)的振動(dòng)膜使用。在此基礎(chǔ)上完成了本發(fā)明。
[0077]振動(dòng)膜
[0078]本發(fā)明的振動(dòng)膜包括金屬基材和在該金屬基材表面通過(guò)陽(yáng)極氧化處理生成的金屬氧化物層，生成的金屬氧化物層能夠提高本體金屬基材的硬度和彈性模量，顯著改善使用該振動(dòng)膜的揚(yáng)聲器的音頻和音質(zhì)。
[0079]金屬氧化物層
[0080]本發(fā)明的金屬氧化物層是直接在金屬基材的表面通過(guò)陽(yáng)極氧化處理制得的，其中，所述金屬氧化物層具有一個(gè)或多個(gè)改善音頻和/或音質(zhì)的以下特征:
[0081](i)所述金屬氧化物層具有納米管陣列結(jié)構(gòu)；
[0082](ii)所述金屬氧化物層的硬度和/或彈性模量大于所述金屬基材的硬度和/或彈
性模量。
[0083]納米管陣列結(jié)構(gòu)
[0084]本發(fā)明的納米管陣列結(jié)構(gòu)是指在金屬基材的表面，高度有序的排列有一層金屬氧化物納米管，這些納米管的徑向方向與金屬基材的表面的夾角為70?90°。
[0085]陽(yáng)極氧化處理
[0086]金屬表面自然氧化生成的氧化層既軟又薄且易腐蝕，因此經(jīng)常采用陽(yáng)極氧化處理的方法在金屬表面生成一層耐腐蝕硬度高的陽(yáng)極氧化膜。本發(fā)明的陽(yáng)極氧化處理是指將金屬基材作為陽(yáng)極置于相應(yīng)的電解液中，在特定條件和外加電流作用下，進(jìn)行電解，在作為陽(yáng)極的金屬基材表面生成一層該金屬的氧化物薄層。
[0087]振動(dòng)膜的制備方法
[0088]本發(fā)明還提供了本發(fā)明振動(dòng)膜的制備方法。通常，該方法包括:
[0089]提供金屬基材；
[0090]在該金屬基材的至少一個(gè)主表面上生成金屬氧化物層，得到所述振動(dòng)膜，具體地，一種優(yōu)選的振動(dòng)膜的制備方法，包括以下步驟:
[0091]在金屬基材進(jìn)行表面預(yù)處理，先后在堿洗液和酸洗液中進(jìn)行除油和除銹活化處理，隨后在丙酮溶液中采用超聲波清洗，取出后風(fēng)干；
[0092]配置用于陽(yáng)極氧化處理的含有氟離子的電解質(zhì)水溶液；
[0093]在所述含有氟離子的電解質(zhì)水溶液中，以所述金屬基材為陽(yáng)極，對(duì)所述金屬基材進(jìn)行陽(yáng)極氧化處理，從而在金屬基材至少一個(gè)主表面生成具有納米管陣列結(jié)構(gòu)的第一金屬氧化物層，陽(yáng)極氧化處理所用的對(duì)電極為金屬或石墨板；
[0094]將所述第一金屬氧化物層中的納米管從所述金屬基材的表面剝離，得到主表面具有納米管陣列模板的金屬基材；
[0095]在所述的電解質(zhì)水溶液中，以所述主表面具有納米管陣列模板的金屬基材為陽(yáng)極，對(duì)該金屬基材進(jìn)行陽(yáng)極氧化處理，在所述主表面生成具有納米管陣列結(jié)構(gòu)的第二金屬氧化物層，得到所述振動(dòng)膜，陽(yáng)極氧化處理所用的對(duì)電極為金屬或石墨板；
[0096]將生成的具有金屬基材-具有納米管陣列結(jié)構(gòu)的第二金屬氧化物層結(jié)構(gòu)的振動(dòng)膜在丙酮溶液中進(jìn)行后續(xù)的超聲波清洗處理。
[0097]較佳地，上述陽(yáng)極氧化處理的陽(yáng)極氧化電壓為5V?100V，氧化時(shí)間為20min?150min，電解質(zhì)溫度為10°C?100°C。
[0098]此外，在本發(fā)明中，另一種優(yōu)選的振動(dòng)膜的制備方法，包括以下步驟:
[0099]對(duì)金屬基材進(jìn)行表面預(yù)處理，先后在堿洗液和酸洗液中進(jìn)行除油和除銹活化處理，隨后在丙酮溶液中采用超聲波清洗，取出后風(fēng)干；
[0100]配置磷酸電解質(zhì)水溶液；
[0101]在所述電解質(zhì)水溶液中以所述金屬基材為陽(yáng)極，對(duì)金屬基材進(jìn)行陽(yáng)極氧化處理，從而在該金屬基材的表面生成金屬氧化物層，得到所述振動(dòng)膜，其中，生成的金屬氧化層呈現(xiàn)不同的顏色。
[0102]將生成的上述振動(dòng)膜在丙酮溶液中進(jìn)行后續(xù)的超聲波清洗處理。
[0103]應(yīng)用
[0104]本發(fā)明的振動(dòng)膜可以用于常用的各種電聲換能器件，如揚(yáng)聲器等，在各種發(fā)聲的電子電器設(shè)備中都可以使用。更佳的，在高音和高頻發(fā)聲器件中，發(fā)聲效果更好。
[0105]本發(fā)明的主要優(yōu)點(diǎn)包括:
[0106](a)在金屬基材表面通過(guò)陽(yáng)極氧化處理技術(shù)直接生成一層氧化層，可以有效提高振動(dòng)膜的硬度和彈性模量，改善振動(dòng)膜的音頻和音質(zhì)。
[0107](b)本發(fā)明的具有納米管陣列結(jié)構(gòu)的金屬氧化層是通過(guò)多步陽(yáng)極氧化處理技術(shù)制備的，將初次生成的納米管從金屬基材表面剝離后作為模板，進(jìn)行二次或多次生成，生成的金屬氧化物納米管在機(jī)械振動(dòng)下不易掉落，具有更高的強(qiáng)度和耐腐蝕性，作為振動(dòng)膜的表面能夠使其具有更優(yōu)的聲學(xué)性能。
[0108](C)鈦或鋁及其合金材料具有高強(qiáng)度、優(yōu)異的耐腐蝕和力學(xué)性能，通過(guò)先進(jìn)的多步陽(yáng)極氧化處理技術(shù)，可以在鈦或鋁合金振動(dòng)膜表面構(gòu)筑高度有序的納米管陣列，該納米管陣列對(duì)揚(yáng)聲器的音頻和音質(zhì)也會(huì)產(chǎn)生顯著影響，通過(guò)調(diào)控納米管陣列中納米管的直徑和長(zhǎng)度也可以改善振動(dòng)膜的音頻和音質(zhì)，是能夠滿足高音和高頻應(yīng)用需求的振動(dòng)膜。
[0109](d)鈦合金表面通過(guò)電化學(xué)陽(yáng)極氧化處理，不但可以在其表面形成具有豐富色彩的氧化物層，而且該氧化物層具有高于本體材料的硬度和彈性模量，可顯著改善揚(yáng)聲器的音頻和音質(zhì)。[0110]實(shí)施實(shí)例I
[0111]振動(dòng)膜N0.1
[0112]下面以純鈦為金屬基材制備振動(dòng)膜，包括以下步驟:
[0113](I)對(duì)純鈦金屬基材進(jìn)行表面預(yù)處理，先后在5?20wt.%氫氧化鈉水溶液中清洗2?lOmin，氫氧化鈉洗液溫度為40?150°C。將金屬基材用清水清洗后，放入酸洗液中清洗2?lOmin，酸洗液配比為氫氟酸(IOml) +硝酸(40ml) +去離子水(300ml)。酸洗后的振動(dòng)膜隨后在丙酮溶液中超聲波清洗，取出后風(fēng)干。
[0114](2)配置用于電化學(xué)陽(yáng)極氧化的3wt.%磷酸電解質(zhì)水溶液。
[0115](3)在電解質(zhì)水溶液中對(duì)純鈦金屬基材進(jìn)行陽(yáng)極氧化處理，陽(yáng)極氧化處理所用對(duì)電極為石墨電極。陽(yáng)極氧化電壓分別為20V、30V和50V，氧化時(shí)間為lOmin，氧化過(guò)程中電解質(zhì)溫度為20 C。
[0116](4)振動(dòng)膜表面陽(yáng)極氧化后在丙酮溶液中對(duì)其進(jìn)行后續(xù)的超聲波清洗處理。作為振動(dòng)膜N0.1。
[0117]本實(shí)施例1所制備的振動(dòng)膜如附圖1所示，通過(guò)電壓的改變，即可以在振動(dòng)膜表面形成不同顏色的氧化物層，氧化物層的厚度約為10?200nm，該氧化物層具有明顯高于基體的硬度和彈性模量，可提高揚(yáng)聲器的頻響特性，有效改善其音質(zhì)。
[0118]實(shí)施實(shí)例2
[0119]振動(dòng)膜N0.2
[0120]下面以純鈦為金屬基材制備振動(dòng)膜，包括以下步驟:
[0121](I)對(duì)純鈦金屬基材進(jìn)行表面預(yù)處理，先在5?20wt.%氫氧化鈉水溶液中清洗2?lOmin，堿洗液溫度為40?150°C。用清水清洗后，放入酸洗液中清洗2?lOmin，酸洗液配比為氫氟酸(IOml) +硝酸(40ml) +去離子水(300ml)。酸洗后的純鈦金屬基材隨后在丙酮溶液中超聲波清洗，取出后風(fēng)干。
[0122](2)配置用于電化學(xué)陽(yáng)極氧化的氟化物電解液，電解液中NH4F含量為0.25wt.%，去離子水含量為2wt.%，其余成份為乙二醇。
[0123](3)在電解質(zhì)水溶液中對(duì)純鈦振動(dòng)膜片進(jìn)行陽(yáng)極氧化處理，陽(yáng)極氧化處理所用對(duì)電極為石墨電極，氧化過(guò)程中電解質(zhì)溫度為20°C。陽(yáng)極氧化分兩步進(jìn)行，第一步陽(yáng)極氧化電壓為60V，氧化時(shí)間60min，隨后通過(guò)機(jī)械振動(dòng)可把形成的納米管氧化物剝離，在基體上形成類碗狀的納米管陣列模板，如附圖2a所示。第二步陽(yáng)極氧化，是在類碗狀的納米管陣列模板上繼續(xù)進(jìn)行陽(yáng)極氧化，氧化時(shí)間為60min，即可制備長(zhǎng)度為20 μ m，高度有序的鈦氧化物納米管陣列，如附圖2b所示。
[0124](4)振動(dòng)膜表面陽(yáng)極氧化后在丙酮溶液中對(duì)其進(jìn)行后續(xù)的超聲波清洗處理。作為振動(dòng)膜N0.2。
[0125]該實(shí)施例2所制備的振動(dòng)膜表面氧化物具有高度有序氧化物納米管陣列的獨(dú)特結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)明顯可顯著影響揚(yáng)聲器的音頻和音質(zhì)效果。
[0126]測(cè)試實(shí)施例
[0127]1.振動(dòng)膜N0.1的硬度和彈性模量的測(cè)試數(shù)據(jù)。
[0128]振動(dòng)膜N0.1的氧化鈦層厚度為lOOnm，如圖3所示，壓入深度在O?IOOnm之間時(shí)，振動(dòng)膜保持較高的硬度，壓入深度高于IOOnm后，特別是在150nm以后，振動(dòng)膜的硬度開(kāi)始快速下降，說(shuō)明振動(dòng)膜氧化鈦層的硬度明顯高于基材。同時(shí)，振動(dòng)膜的彈性模量在壓入深度高于IOOnm后也急劇下降(如圖3b所示)。說(shuō)明采用磷酸電解質(zhì)水溶液產(chǎn)生的氧化層具有明顯高于基體的硬度和彈性模量。
[0129]2.純鈦層、振動(dòng)膜N0.1和振動(dòng)膜N0.2為振動(dòng)膜制作揚(yáng)聲器N0.1、揚(yáng)聲器N0.2和揚(yáng)聲器N0.3的音質(zhì)測(cè)評(píng)。
[0130]分別以上述純鈦層、振動(dòng)膜N0.1和振動(dòng)膜N0.2為振動(dòng)膜制作揚(yáng)聲器N0.1、揚(yáng)聲器N0.2和揚(yáng)聲器N0.3。以下將測(cè)試揚(yáng)聲器N0.1、揚(yáng)聲器N0.2和揚(yáng)聲器N0.3的音質(zhì)。
[0131]音質(zhì)評(píng)價(jià)項(xiàng)目和標(biāo)度設(shè)置:設(shè)置5個(gè)項(xiàng)目，分別為立體感、定位感、空間感、層次感以及厚度感。其中，立體感主要由聲音的空間感(環(huán)繞感)、定位感(方向感)、層次感(厚度感)等所構(gòu)成的聽(tīng)感，具有這些聽(tīng)感的聲音稱為立體聲；定位感是指聲源以左右、上下、前后不同方位錄音后發(fā)送，而接收者接收重放的聲音，將原聲場(chǎng)中聲源的方位重現(xiàn)出來(lái)的感覺(jué)；空間感是指滯后直達(dá)聲的一次反射聲和多次反射混響聲從四面八方到達(dá)兩耳，對(duì)聽(tīng)覺(jué)判斷周圍空間大小產(chǎn)生重要影響，使人耳產(chǎn)生被環(huán)繞包圍的感覺(jué)；層次感是指聲音高、中、低頻頻響均衡，高音諧音豐富，清澈纖細(xì)而不刺耳，中音明亮突出，豐滿充實(shí)而不生硬，低音厚實(shí)而無(wú)鼻音；厚度感是指低音沉穩(wěn)有力，重厚而不渾濁，高音不缺，音量適中，有一定売度，混響合適，失真小。
[0132]上述每個(gè)項(xiàng)目的最大標(biāo)度都為9，各項(xiàng)目均以I分計(jì)分單元，對(duì)應(yīng)于各項(xiàng)目各標(biāo)度值的意義見(jiàn)表1。
[0133]檢驗(yàn)程序；向評(píng)音專家提供樣品和檢驗(yàn)表，要求評(píng)音專家按照表格要求對(duì)各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行評(píng)價(jià)。所進(jìn)行 的評(píng)價(jià)結(jié)果只針對(duì)上述三種振動(dòng)膜的橫向比較。
[0134]結(jié)果統(tǒng)計(jì):所有評(píng)音員的評(píng)價(jià)結(jié)果均有效，將各評(píng)音員的單項(xiàng)評(píng)價(jià)結(jié)果求算術(shù)平均值，結(jié)果保留至一位小數(shù)，并對(duì)各單項(xiàng)的算術(shù)平均值加和，得到總分，結(jié)果保留至一位小數(shù)。
[0135]表1對(duì)應(yīng)于各項(xiàng)目各標(biāo)度值的意義
[0136]
分值I立體感I定位感I空間感I層次感I厚度感^
9^Im~H~~很清晰很好
8^W W Ii Wl~W
7 ?~?~~較清晰較好
6^11 ~H~S~稍清晰稍好
5 中中中中中
4^H~稍差稍弱~稍模糊稍差
3 H~H~β~較模糊較差
【權(quán)利要求】
1.一種振動(dòng)膜，其特征在于，所述振動(dòng)膜包括金屬基材以及位于所述基材至少一個(gè)主表面上的金屬氧化物層，其中，所述金屬氧化物層具有一個(gè)或多個(gè)改善音頻和/或音質(zhì)的以下特征: (i)所述金屬氧化物層具有納米管陣列結(jié)構(gòu)； (ii)所述金屬氧化物層的硬度和/或彈性模量大于所述金屬基材的硬度和/或彈性模量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的振動(dòng)膜，其特征在于，所述基材金屬包括選自下組的金屬:純鈦、鈦合金、純招，招合金，或其組合。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的振動(dòng)膜，其特征在于，所述具有納米管陣列結(jié)構(gòu)的金屬氧化物層包括氧化鈦和/或氧化鋁。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的振動(dòng)膜，其特征在于，所述納米管的平均長(zhǎng)度為Iμ m~50 μ m ;和/或所述納米管的平均直徑為20~150nm。
5.—種揚(yáng) 聲器,其特征在于,所述揚(yáng)聲器包括權(quán)利要求1至5任一項(xiàng)所述的振動(dòng)膜。
6.一種如權(quán)利要求1所述振動(dòng)膜的制備方法，其特征在于，包括以下步驟: (a)提供金屬基材； (b)在所述金屬基材的至少一個(gè)主表面上生成具有納米管陣列結(jié)構(gòu)的第一金屬氧化物層； (c)將所述第一金屬氧化物層的納米管剝離，得到主表面具有納米管陣列結(jié)構(gòu)模板的金屬基材； (d)在金屬基材具有所述納米管陣列模板的主表面上生成具有納米管陣列結(jié)構(gòu)的第二金屬氧化物層，得到所述振動(dòng)膜。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的振動(dòng)膜的制備方法，其特征在于，所述步驟(b)包括: 配置含有氟離子的電解質(zhì)水溶液； 在所述含有氟離子的電解質(zhì)水溶液中，以所述金屬基材為陽(yáng)極，對(duì)所述金屬基材進(jìn)行陽(yáng)極氧化處理，從而在所述金屬基材的至少一個(gè)主表面上生成具有納米管陣列結(jié)構(gòu)的第一金屬氧化物層； 和/或，所述步驟(C)包括: 通過(guò)機(jī)械振動(dòng)將所述第一金屬氧化物層中的納米管剝離，在所述金屬基材的所述主表面上生成納米管陣列模板，得到主表面具有納米管陣列結(jié)構(gòu)模板的金屬基材； 和/或，所述步驟⑷包括: 在所述的氟離子電解質(zhì)水溶液中，以主表面具有所述納米管陣列模板的金屬基材為陽(yáng)極，對(duì)該金屬基材進(jìn)行陽(yáng)極氧化處理，在所述主表面生成具有納米管陣列結(jié)構(gòu)的第二金屬氧化物層，得到所述振動(dòng)膜。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的制備方法，其特征在于，所述含有氟離子的電解質(zhì)水溶液包括選自下組的氟化物:氟化銨、氟化鉀、氟化鈉、或其組合；和/或 所述含有氟離子的電解質(zhì)水溶液包括選自下組的添加劑:去離子水、丙三醇、乙二醇、甲醇、或其組合。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的制備方法，其特征在于，所述氟化物為氟化銨，所述含有氟離子的電解質(zhì)水溶液中氟化銨的含量為0.01~2.5wt.%。
10.一種如權(quán)利要求1所述振動(dòng)膜的制備方法，其特征在于，包括以下步驟: (al)提供金屬基材； (bl)在磷酸電解質(zhì)水溶液中，以所述金屬基材為陽(yáng)極，對(duì)所述金屬基材進(jìn)行陽(yáng)極氧化處理，在所述金屬基材的至少一個(gè)主表面上生成金屬氧化物層，得到所述振動(dòng)膜。
【文檔編號(hào)】H04R7/02GK103957494SQ201410216590
【公開(kāi)日】2014年7月30日 申請(qǐng)日期:2014年5月20日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月20日
【發(fā)明者】李金龍, 王永欣, 王立平, 薛群基 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所