Teemantvibratsioonimembraan ja selle valmistamismeetod, mis juhib vormi kohal läbi ebaühtlase energia (näiteks termilise takistusega traat, plasma, leek), mis ergastab dissotsieerunud gaasi, kasutades vormi kõverpinna ja dissotsieerunud gaasi ergastanud ebaühtlase energia vahelist kaugust. Erinevused moodustavad erinevad kuumutusefektid. Kui teemantmaterjal kantakse vormi pinnale, on teemantmaterjali kasv erinev, mistõttu teemantvibratsioonikilel on ebaühtlased vibratsiooniomadused, mistõttu teemantvibratsioonikilel on laiem heliribalaius.
Diafragma materjali valimisel on peamised kaalutlused kõvadus ja summutusomadused. Kõvadus määrab materjali omavõnkesageduse ning suure kõvadusega materjali omavõnkesagedus on suhteliselt kõrge ja vastupidi, madala kõvadusega materjali omavõnkesagedus on samuti madal. Heade summutusomadustega materjalid võivad muuta vibreeriva membraani vibratsioonireaktsiooni sujuvamaks, muutes vibreeriva membraani väljundhelirõhutaseme sujuvamaks.
Traditsiooniliselt levinud vibreerivate membraanimaterjalide hulka kuuluvad paber, polümeerplastmaterjalid, metallid (Be, Ti, Al), keraamika jne. Paberil ja polümeermaterjalidel on head summutusomadused, kuid halb jäikus ja kerge kahjustumine ning madal kõvadus ei ole nende valmistamiseks piisavad. Maksimaalne töösagedus on piiratud. Kuigi metallil vibreerival kilel on parem kõvadus, on suure kõvadusega metallid, nagu Be, Ti jne, kallid ja raskesti töödeldavad. Keraamilistel materjalidel on ka keerukate paagutamisprotseduuride probleem. Tänu teemantmaterjali suurepärastele mehaanilistele omadustele ja tugevusele sobib see kergete ja suure jäikusega membraanide valmistamiseks ning seda saab kasutada kesk- ja kõrgsageduskõlarites. Soovitud heli tekitatakse membraani vibratsioonisageduse kaudu. Mida kõrgem on membraani vibratsioonisagedus, seda rangemad on membraani mehaanilise tugevuse ja kvaliteedi nõuded ning teemantmaterjalide kasutamine membraani valmistamiseks võib seda eesmärki saavutada.
Üldiselt on vibreeriva membraani reageerimissageduse ülempiir. Kuid olenemata sellest, kas vibreeriv membraan on valmistatud teemandist või muust materjalist, on loomulik sagedus ühtlaste üldiste materjaliomaduste tõttu piiratud kindla vahemikuga, mis piirab selle ribalaiuse jõudlust. Summutusomadusi ja jäikust ei saa suvaliselt muuta, mis piirab selle helikvaliteeti ja tämbri jõudlust. Seega, kui soovite katta inimkõrvale vastuvõetava sagedusvahemiku, peate parima heliefekti saavutamiseks tavaliselt paigaldama mitu erineva ribalaiuse ja sageduse ülempiiriga membraani. Seetõttu on varasemas tehnikas olemas tehnoloogia, kus vibreeriva membraani valmistamiseks sektsioonides kasutatakse erinevaid materjale. Vibreeriva membraani keskosa on valmistatud suure kõvadusega materjalist ja välimine rõngas on valmistatud madala kõvadusega materjalist. Seejärel ühendatakse need kaks osa üheks. Vibreerival membraanil on korraga kaks erinevat materjali kõvadust ja paksust ning see suudab katta suurema ribalaiuse. Vibreeriva kile paksus on aga tavaliselt äärmiselt õhuke ja ühendamistööd on keerulised. Kui seda kavatsetakse teemantmaterjalidele kanda, on selle sidumistehnoloogia ja sideaine väga suured probleemid, seega pole seda teemantmaterjalidele lihtne kanda.
Ülaltoodud probleemide lahendamiseks pakub käesolev leiutis välja teemantvibratsioonikile ja selle valmistamismeetodi, mis võimaldab muuta teemantvibratsioonikile erinevate piirkondade kõvadust, paksust ja summutusomadusi, nii et sellel on ebaühtlased vibratsiooniomadused ja see hõlmab laia sagedusvahemikku.
Käesolevas leiutises avalikustatud teemantvibratsioonimembraani ja selle valmistamismeetodi kohaselt on ette nähtud kumera pinnaga vorm ja vormi ülaosast läbib dissotsieerunud gaasi ergastav mittehomogeenne energia, mis tekitab vormi kuumutamiseks kõrge temperatuuri, mille tulemusel vormi pinnal on ebaühtlane temperatuurijaotus.
Näiteks koos
1. Soojustakistustraat on keskpunkt (kõrgeima energiaga piirkond) ja reaktsiooniaine kontsentratsioon kujutab endast ebaühtlast tsüklilist jaotust.
2. Lainepikkuse, amplituudi ja seisulainete mõju tõttu kõrgsagedusliku energia poolt ergastatud plasmale on reageerivate ainete kontsentratsioon sfääriline ja jaotunud ebaühtlaselt.
3. Leegienergia hajub keskosast väljapoole ja reageerivate ainete kontsentratsioon jaotub ebaühtlaselt.
Ülaltoodud energia tekitatud temperatuur ja reaktsiooniaine kontsentratsioon langevad kiiresti järjest väljapoole; seetõttu puutuvad erinevad vormipinna positsioonid kokku reaktsiooniaine kontsentratsiooni erinevate piirkondadega, moodustades erineva struktuurilise oleku ja paksusega teemantkiled, mis muudab teemantmaterjali ebaühtlaseks. (Ebahomogeensed) vibratsiooniomadused, nagu paksus või kõvadus, ei ole ühtlaselt jaotunud ning seejärel eemaldatakse teemantõhuke kile vormist, moodustades teemantvibratsioonikile. Teemantmaterjalide struktuurilised olekud hõlmavad mikrokristalli (mikrokristall), nanokristalli (nanokristall) jne.
Käesoleva leiutise kohaselt valmistatud teemantvibratsioonikile kõvadus ja paksus ei ole ühtlased, keskmise piirkonna kõvadus on kõrge, servapiirkonna kõvadus on madal, keskmise piirkonna paksus on suur ja servapiirkonna paksus on väike. Kõvadus mõjutab iga osa vibratsiooniomadusi ja paksuse mõjul on vastavalt erinevad loomulikud sagedused, mistõttu teemantdiafragmal võib olla suurem ribalaius.
Jooniste kirjeldus
Joonistel 1A–1D on kujutatud käesoleva leiutise esimese eelistatud teostusvariandi tootmisprotsessi skemaatilised diagrammid.
Joonis fig 2A on esimese eelistatud teostusvariandi vormi pealtvaade;
Joonis fig 2B on esimese eelistatud teostusvariandi vormi külgvaade;
Joonis fig 3 on esimese eelistatud teostusvariandi ja eelneva tehnika sageduse ja mahu analüüsi joonis; ja
Joonistel 4A–4D on kujutatud käesoleva leiutise esimese eelistatud teostusvariandi valmistamisprotsessi skemaatilised diagrammid.
Nende hulgas on viitemärgid:
10 vormi
12 Esimene vibratsioonikiht
14-sekundiline vibratsioonikiht
20 termilise takistusega traat
A, B, C, D vormi pind
Postituse aeg: 30. juuni 2023