غشای ارتعاشی الماس و روش ساخت آن

یک غشای ارتعاشی الماس و روش ساخت آن، عبور یک انرژی غیر یکنواخت (مانند سیم مقاومت حرارتی، پلاسما، شعله) که گاز تفکیک شده را بالای قالب تحریک می‌کند، با استفاده از فاصله بین سطح منحنی قالب و انرژی غیر یکنواختی که گاز تفکیک شده را تحریک می‌کند، تفاوت‌ها اثرات گرمایشی متفاوتی را تشکیل می‌دهند. هنگامی که ماده الماس روی سطح قالب پوشش داده می‌شود، رشد ماده الماس متفاوت است، به طوری که فیلم ارتعاش الماس دارای ویژگی‌های ارتعاشی غیر همگن است، به طوری که فیلم ارتعاش الماس پهنای باند صوتی وسیع‌تری دارد.
هنگام انتخاب جنس دیافراگم، ملاحظات اصلی سختی و ویژگی‌های میرایی هستند. سختی، فرکانس طبیعی ماده را تعیین می‌کند و فرکانس طبیعی ماده با سختی بالا نسبتاً بالا است و برعکس، فرکانس طبیعی ماده با سختی پایین نیز پایین است. موادی با ویژگی‌های میرایی خوب می‌توانند باعث شوند غشای مرتعش پاسخ ارتعاشی نرم‌تری داشته باشد و سطح فشار صدای خروجی غشای مرتعش نرم‌تر شود.

مواد رایج غشای ارتعاشی سنتی شامل کاغذ، مواد پلاستیکی پلیمری، فلزات (Be، Ti، Al)، سرامیک و غیره هستند. مواد کاغذی و پلیمری دارای ویژگی‌های میرایی خوبی هستند، اما استحکام ضعیفی دارند و به راحتی آسیب می‌بینند و سختی کم برای ساخت آنها کافی نیست. حداکثر فرکانس کاری محدود است. اگرچه فیلم ارتعاشی فلزی سختی بهتری دارد، اما فلزات با سختی بالا مانند Be، Ti و غیره گران و پردازش آنها دشوار است. مواد سرامیکی همچنین مشکل روش‌های پیچیده پخت را دارند. به دلیل خواص مکانیکی عالی و استحکام ماده الماس، برای ساخت دیافراگم‌های سبک و با استحکام بالا مناسب است و می‌توان از آن در بلندگوهای فرکانس متوسط ​​و بالا استفاده کرد. صدای مورد نظر از طریق فرکانس ارتعاش دیافراگم تولید می‌شود. هرچه فرکانس ارتعاش دیافراگم بالاتر باشد، استحکام مکانیکی و الزامات کیفی دیافراگم سخت‌تر می‌شود و استفاده از مواد الماس برای ساخت دیافراگم می‌تواند به این هدف دست یابد.

به طور کلی، غشای مرتعش دارای یک حد بالایی از فرکانس پاسخ است. با این حال، صرف نظر از اینکه غشای مرتعش از الماس یا مواد دیگر ساخته شده باشد، فرکانس طبیعی به دلیل خواص کلی یکنواخت مواد، به یک محدوده خاص محدود می‌شود که عملکرد پهنای باند آن را محدود می‌کند. ویژگی‌های میرایی و سفتی را نمی‌توان به طور دلخواه تغییر داد، که کیفیت صدا و عملکرد طنین آن را محدود می‌کند. بنابراین، اگر می‌خواهید محدوده فرکانسی قابل قبول برای گوش انسان را پوشش دهید، معمولاً باید چندین دیافراگم با پهنای باند و حد بالای فرکانس مختلف را همزمان تنظیم کنید تا به بهترین جلوه صوتی برسید. بنابراین، در هنر قبلی، فناوری استفاده از مواد مختلف برای ساخت غشای مرتعش در بخش‌ها وجود دارد. قسمت مرکزی غشای مرتعش از ماده‌ای با سختی بالا و حلقه بیرونی از ماده‌ای با سختی کم ساخته شده است. سپس این دو قسمت به هم متصل می‌شوند تا یک غشای مرتعش واحد ایجاد شود. غشای مرتعش همزمان دارای دو سختی و ضخامت مختلف است و می‌تواند پهنای باند بیشتری را پوشش دهد. با این حال، ضخامت فیلم مرتعش معمولاً بسیار نازک است و کار اتصال دشوار است. اگر قرار باشد روی مواد الماس اعمال شود، فناوری اتصال و عامل اتصال آن مشکلات بسیار بزرگی هستند، بنابراین اعمال آن روی مواد الماس آسان نیست.

به منظور حل مشکلات فوق، اختراع حاضر یک فیلم ارتعاشی الماس و روش ساخت آن را پیشنهاد می‌کند که می‌تواند سختی، ضخامت و ویژگی‌های میرایی مناطق مختلف روی فیلم ارتعاشی الماس را تغییر دهد، به طوری که دارای ویژگی‌های ارتعاشی غیر یکنواخت باشد و محدوده فرکانسی وسیعی را پوشش دهد.
طبق غشای ارتعاشی الماس و روش ساخت آن که در اختراع حاضر فاش شده است، قالبی با سطح منحنی تهیه می‌شود و انرژی ناهمگن (غیر همگن) که یک گاز تفکیک شده را تحریک می‌کند، از بالای قالب عبور می‌کند تا دمای بالایی برای گرم کردن قالب ایجاد کند، به طوری که سطح قالب توزیع دمای نابرابر را نشان می‌دهد.

برای مثال با
۱. سیم مقاومت حرارتی نقطه مرکزی (بالاترین ناحیه انرژی) است و غلظت ماده واکنش، توزیع حلقه‌ای ناهمواری را نشان می‌دهد.
۲. به دلیل اثرات طول موج، دامنه و امواج ایستاده بر پلاسمای برانگیخته شده توسط انرژی فرکانس بالا، غلظت مواد واکنش‌دهنده شکلی کروی با توزیع غیریکنواخت نشان می‌دهد.
۳. انرژی شعله از ناحیه مرکزی به سمت بیرون کاهش می‌یابد و غلظت مواد واکنش‌دهنده توزیع واگرای ناهمواری را نشان می‌دهد.
دما و غلظت ماده واکنش که توسط انرژی فوق ایجاد می‌شود، به ترتیب به سرعت به سمت بیرون کاهش می‌یابد. بنابراین، موقعیت‌های مختلف سطح قالب با مناطق مختلف غلظت ماده واکنش تماس پیدا می‌کنند تا لایه‌های الماس با حالت‌های ساختاری و ضخامت‌های مختلف رشد کنند و باعث شوند که ماده الماس دارای توزیع غیر یکنواخت (غیر همگن) باشد. ویژگی‌های ارتعاشی (غیر همگن)، مانند ضخامت یا سختی، توزیع غیر یکنواختی دارند و سپس لایه نازک الماس از قالب خارج می‌شود تا لایه ارتعاشی الماس تشکیل شود. حالت‌های ساختاری مواد الماس شامل میکروکریستال (Micro-crystal)، نانوکریستال (Nano-crystal) و غیره است.
با توجه به فیلم ارتعاشی الماس تولید شده توسط اختراع حاضر، سختی و ضخامت آن یکنواخت نیست و سختی ناحیه میانی بالا، سختی ناحیه لبه کم و ضخامت ناحیه میانی بزرگ و ضخامت ناحیه لبه کوچک است. ویژگی‌های ارتعاش هر قسمت تحت تأثیر سختی قرار می‌گیرد و اثر ضخامت به ترتیب فرکانس‌های طبیعی متفاوتی دارد، به طوری که دیافراگم الماس می‌تواند پهنای باند بیشتری داشته باشد.

شرح نقاشی‌ها
شکل‌های 1A تا 1D نمودارهای شماتیک فرآیند تولید اولین نمونه ارجح اختراع حاضر هستند؛
شکل 2A نمای بالای قالب اولین نمونه‌ی ترجیحی است؛
شکل 2B نمای جانبی قالب اولین نمونه‌ی ترجیحی است؛
شکل ۳، نمودار تحلیل فرکانس و حجم اولین نمونه‌ی ترجیحی و دانش پیشین است؛ و
شکل‌های ۴A تا ۴D نمودارهای شماتیک فرآیند تولید اولین نمونه ارجح اختراع حاضر هستند.

در میان آنها، علائم مرجع:
۱۰ قالب
۱۲ لایه ارتعاشی اول
۱۴ لایه ارتعاشی دوم
سیم با مقاومت حرارتی ۲۰
سطح قالب A، B، C، D