Een diamantvibratiemembraan en de bijbehorende fabricagemethode maken gebruik van een niet-uniforme energiebron (zoals een thermische weerstandsdraad, plasma of vlam) die gedissocieerd gas boven een mal in trilling brengt. De afstand tussen het gebogen oppervlak van de mal en de niet-uniforme energiebron zorgt voor verschillende verwarmingseffecten. Wanneer het diamantmateriaal op het oppervlak van de mal wordt aangebracht, groeit het diamantmateriaal ongelijkmatig, waardoor de diamantvibratiefilm niet-homogene trillingseigenschappen heeft en een bredere audiobandbreedte.
Bij de materiaalkeuze voor het membraan zijn de hardheid en dempingseigenschappen de belangrijkste overwegingen. De hardheid bepaalt de eigenfrequentie van het materiaal; een materiaal met een hoge hardheid heeft een relatief hoge eigenfrequentie, terwijl een materiaal met een lage hardheid een lage eigenfrequentie heeft. Materialen met goede dempingseigenschappen zorgen voor een soepelere trillingsrespons van het membraan, waardoor het geluidsdrukniveau van het membraan gelijkmatiger wordt.
Traditioneel worden voor vibrerende membranen materialen zoals papier, polymere kunststoffen, metalen (Be, Ti, Al), keramiek, enz. gebruikt. Papier en polymere materialen hebben goede dempende eigenschappen, maar een lage stijfheid en zijn gemakkelijk te beschadigen. Bovendien is hun lage hardheid onvoldoende om de maximale werkfrequentie te beperken. Hoewel metalen vibrerende membranen een betere hardheid hebben, zijn zeer harde metalen zoals Be, Ti, enz. duur en moeilijk te verwerken. Keramische materialen hebben ook het probleem van gecompliceerde sinterprocessen. Dankzij de uitstekende mechanische eigenschappen en sterkte is diamant geschikt voor de productie van lichtgewicht, zeer stijve membranen, die gebruikt kunnen worden in midden- en hoogfrequente luidsprekers. Het gewenste geluid wordt gegenereerd door de trillingsfrequentie van het membraan. Hoe hoger de trillingsfrequentie van het membraan, hoe strenger de eisen aan de mechanische sterkte en kwaliteit ervan. Het gebruik van diamant als membraan maakt het mogelijk om aan deze eisen te voldoen.
Over het algemeen heeft een vibrerend membraan een bovengrens voor de responsfrequentie. Ongeacht of het membraan van diamant of andere materialen is gemaakt, de eigenfrequentie is beperkt tot een specifiek bereik vanwege de uniforme materiaaleigenschappen, wat de bandbreedte beperkt. De dempingseigenschappen en stijfheid kunnen niet willekeurig worden aangepast, wat de geluidskwaliteit en klankkleur beperkt. Om het voor het menselijk oor acceptabele frequentiebereik te bestrijken, is het daarom meestal nodig om meerdere membranen met verschillende bandbreedtes en bovengrenzen voor de frequentie tegelijkertijd te gebruiken om het beste geluidseffect te bereiken. In de bestaande technologie wordt een vibrerend membraan in secties vervaardigd uit verschillende materialen. Het centrale deel van het membraan is gemaakt van een materiaal met een hoge hardheid, terwijl de buitenring is gemaakt van een materiaal met een lage hardheid. Deze twee delen worden vervolgens samengevoegd tot één vibrerend membraan met twee verschillende materiaalhardheden en diktes, waardoor een grotere bandbreedte kan worden bestreken. De dikte van het vibrerende membraan is echter meestal extreem dun en het samenvoegen ervan is lastig. Als het op diamantmaterialen moet worden toegepast, vormen de hechtingstechnologie en het hechtmiddel grote problemen, waardoor het niet eenvoudig is om het op diamantmaterialen aan te brengen.
Om de bovengenoemde problemen op te lossen, stelt de onderhavige uitvinding een diamantvibratiefilm en een bijbehorende fabricagemethode voor, waarmee de hardheid, dikte en dempingseigenschappen van verschillende gebieden op de diamantvibratiefilm kunnen worden gevarieerd, zodat deze niet-uniforme vibratie-eigenschappen heeft en een breed frequentiebereik bestrijkt.
Volgens het in de onderhavige uitvinding beschreven vibrerende diamantmembraan en de bijbehorende fabricagemethode wordt een mal met een gebogen oppervlak verschaft, en stroomt een niet-homogene (niet-homogene) energie die een gedissocieerd gas in beweging brengt door de bovenkant van de mal om een hoge temperatuur te genereren die de mal verwarmt, zodat het oppervlak van de mal een ongelijke temperatuurverdeling vertoont.
Bijvoorbeeld met
1. De thermische weerstandsdraad is het middelpunt (het gebied met de hoogste energie), en de concentratie van de reactiestof vertoont een ongelijkmatige ringverdeling.
2. Door de invloed van golflengte, amplitude en staande golven op het plasma dat wordt aangeslagen door hoogfrequente energie, vertoont de concentratie van reagerende stoffen een bolvorm met een niet-uniforme verdeling.
3. De vlamenergie neemt vanuit het centrale gebied naar buiten toe af, en de concentratie van de reagerende stoffen vertoont een ongelijkmatige, uiteenlopende verdeling.
De temperatuur en de concentratie van de reactiestof die door de bovengenoemde energie worden gegenereerd, nemen snel en in volgorde af naar buiten. Hierdoor komen verschillende posities van het matrijsoppervlak in contact met verschillende gebieden met een variërende concentratie van de reactiestof, wat leidt tot de groei van diamantfilms met verschillende structurele toestanden en diktes. Dit resulteert in een niet-uniforme (niet-homogene) trillingskarakteristiek, zoals een ongelijkmatige verdeling van dikte of hardheid. Vervolgens wordt de dunne diamantfilm uit de matrijs verwijderd om de diamanttrillingsfilm te vormen. De structurele toestanden van diamantmaterialen omvatten microkristallen, nanokristallen, enzovoort.
Volgens de uitvinding vervaardigde diamantvibratiefilm zijn de hardheid en dikte ervan niet uniform. De hardheid is hoog in het midden, laag aan de rand, en de dikte is groot in het midden en klein aan de rand. De trillingseigenschappen van elk deel worden beïnvloed door de hardheid en de dikte, wat resulteert in verschillende eigenfrequenties. Hierdoor kan het diamantmembraan een grotere bandbreedte hebben.
Beschrijving van de tekeningen
Figure 1A-1D zijn schematische diagrammen van het productieproces van de eerste voorkeursuitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding;
Figuur 2A is het bovenaanzicht van de mal van de eerste voorkeursuitvoeringsvorm;
Figuur 2B toont het zijaanzicht van de mal van de eerste voorkeursuitvoeringsvorm;
Figuur 3 toont de frequentie- en volumeanalyse van de eerste voorkeursuitvoeringsvorm en de stand van de techniek; en
Figure 4A-4D zijn schematische diagrammen van het fabricageproces van de eerste voorkeursuitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding.
Onder andere referentietekens:
10 mallen
12 Eerste trillingslaag
14 seconden trillingslaag
20 thermische weerstandsdraad
A, B, C, D vormoppervlak
Geplaatst op: 30 juni 2023