声学振膜及含此声学振膜的扬声装置的制作方法

本发明涉及一种声学振膜及含此声学振膜的扬声装置，特别涉及一种含钛-锆非晶合金薄膜的声学振膜及含此声学振膜的扬声装置。

背景技术：

扬声器，又称“喇叭”，其发声原理为：电流对电线圈产生电磁场，而形成磁极；接着，电线圈与磁铁通过彼此所带有的磁极相吸或相斥，吸引或排斥作用会导致声学振膜向内收缩或向外扩张而产生气流，以发出声音。

声学振膜的材质为决定声音品质的关键。目前常见的声学振膜是镀有一镀层于基材上，基材的材质可以为金属、塑胶、布料、或纸；而镀层的材质可以为镍、金、银、铜、铬、钛、铝、铁、铟、锆、锗、钽、钨、或铍等金属，镍-铁合金、钛-镁合金、银-锡合金、铍合金、钛合金、或硼合金等合金，氧化铝、氧化钛、氧化镁、氧化钽、氧化铟锡、二氧化硅、三氧化二铝等氧化物，钻石、碳、硼、类金刚石、碳化物、硼化物、或氮化物(请参见中国台湾新型专利公告号m358503、m498432；中国台湾发明专利公告号i539836；大陆实用新型专利公告号cn201758445u、cn204291352u、cn87215838u；大陆发明专利公告号cn1925696b、cn100397953c、cn1303848c；大陆发明专利公开号cn104562140a；美国发明专利公告号us4135601、us7529382、us4470479、us5241140、us7539324)。

由上可知，振膜材质的选择非常多样，但随着使用者对扬声器所发出的声音品质越来越挑剔，确实有必要开发出由其它材质组成的声学振膜，以满足使用者的耳朵的需要。

技术实现要素：

本发明之一目的在于提出一种新颖的声学振膜，其装设于扬声装置时可避免此装置所发出的声音失真。

由此，本发明提出一种声学振膜，其包括：一锥体(cone)；以及一环绕锥体的悬边(surround)；其中，锥体基材、悬边基材、或二者表面形成有一含钛-锆非晶合金的薄膜。

根据本发明，可通过调整合金薄膜的组成种类与比例来赋予薄膜高刚性、低比重、或高内阻尼。一旦薄膜装设于扬声装置时，可避免此装置所发出的声音失真。

根据上述特性，本发明还提出一种扬声装置，其包括：一磁铁；一环绕于磁铁的电线圈；以及一如前所述且设置于磁铁与电线圈一端的声学振膜。

附图说明

图1是本发明一实施方式的扬声装置结构的示意图。

图2是上述扬声装置的声学振膜的示意图。

(1)磁铁，(2)电线圈，(3)声学振膜，(31)锥体，(32)悬边，(4)框架，(5)防尘膜。

具体实施方式

为使本发明的上述和/或其他目的、功能、特征更加明显易懂，下文中特别列举了较佳的实施方式，并配合所附图式，作详细说明如下：

本发明是基于一项不可预料的发现所完成的，其中含有钛-锆非晶合金的薄膜可通过其组成种类与比例来具有高刚性、低比重、或高内阻尼。因此，当薄膜作为扬声装置的声学振膜一部分时，可避免装置发出的声音失真。具体而言，高刚性的特性可通过降低高频所导致的声音分割运动(partitionvibration)来有效地避免装置发出的声音失真；低比重特性可通过赋予振膜高灵敏度来有效地避免装置发出的声音失真；高内阻尼特性可通过提升对气流所致的振动吸收来有效地避免装置发出的声音失真。

请参照图1，其显示了本发明的一实施方式的扬声装置。此处的“扬声装置”不限于扬声器，也可以为耳机，其含有：一磁铁(1)、一电线圈(2)、一声学振膜(3)、一框架(4)、以及一防尘膜(5)。电线圈(2)环绕于磁铁(1)；声学振膜(3)设置于磁铁(1)与电线圈(2)一端；框架(4)连接声学振膜(3)，以固定声学振膜；防尘膜(5)部分或全部覆盖声学振膜(3)，以避免灰尘等粒子附着于声学振膜(3)而破坏声音真实性。

如图2所示，本实施方式的声学振膜(3)含有：一锥体(31)、以及一悬边(32)，悬边(32)环绕于锥体(31)，而锥体(31)基材、悬边(32)基材、或二者表面形成有一含钛-锆非晶合金的薄膜。含钛-锆非晶合金的薄膜的实例可以为但不限于锆-钛-铁金属玻璃薄膜、钛-锆-硼金属玻璃薄膜、钛-锆-硼-氮金属玻璃薄膜、钛-钨-锆金属玻璃薄膜、锆-钛-铁类钻石薄膜、或钛-钨-锆类钻石薄膜。必须说明的是，“金属玻璃”一词与“非晶态金属”同义，意指材料中的金属在原子尺度上结构无序；“类钻石”一词意指材料中的碳以sp²与sp³混成轨域键结，但仍保有类似钻石(碳全以sp³混成轨域键结)的特性。

在一较佳的实施例中，含钛-锆非晶合金的薄膜为锆-钛-铁金属玻璃薄膜。在此条件下，含钛-锆非晶合金的薄膜含有40至45at.％的锆元素、18至25at.％的钛元素、以及35至40at.％的铁元素，而薄膜的弹性系数介于100至120gpa之间，比重介于6.6至7.0之间。

在另一较佳的实施例中，含钛-锆非晶合金的薄膜为钛-锆-硼金属玻璃薄膜。在此条件下，含钛-锆非晶合金的薄膜含有30至36at.％的锆元素、44至49at.％的钛元素、以及15至22at.％的硼元素，而薄膜的弹性系数介于140至180gpa之间，比重介于4.5至5.7之间。

在又一较佳的实施例中，含钛-锆非晶合金的薄膜为钛-锆-硼-氮金属玻璃薄膜。在此条件下，含钛-锆非晶合金的薄膜含有29至35at.％的锆元素、43至48at.％的钛元素、16至22at.％的硼元素、以及4至10at.％的氮元素，而薄膜的弹性系数介于170至210gpa之间，比重介于4.0至4.7之间。

在另一较佳的实施例中，含钛-锆非晶合金的薄膜为锆-钛-铁金属玻璃薄膜。在此条件下，含钛-锆非晶合金的薄膜含有54至60at.％的锆元素、27至33at.％的钛元素、以及及12至18at.％的铁元素，而薄膜的弹性系数介于80至90gpa之间，比重介于6.0至6.2之间。

在另一较佳的实施例中，含钛-锆非晶合金的薄膜为钛-钨-锆金属玻璃薄膜。在此条件下，含钛-锆非晶合金的薄膜含有30至35at.％的锆元素、35至40at.％的钛元素、以及30至35at.％的钨元素，而薄膜的弹性系数介于110至120gpa之间，比重介于10.0至10.5之间。

在另一较佳的实施例中，含钛-锆非晶合金的薄膜为锆-钛-铁类钻石薄膜。在此条件下，含钛-锆非晶合金的薄膜含有1至3at.％的锆元素、1至3at.％的钛元素、以及1至5at.％的铁元素，剩余为碳元素；而薄膜的弹性系数介于150至180gpa之间，比重介于2.8至3.2之间。

在另一较佳的实施例中，含钛-锆非晶合金的薄膜为钛-钨-锆类钻石薄膜。在此条件下，含钛-锆非晶合金的薄膜含有1至3at.％的锆元素、1至3at.％的钛元素、以及1至5at.％的钨元素，剩余为碳元素；而薄膜的弹性系数介于150至180gpa之间，比重介于2.8至3.2之间。

表1所列为本发明多个实施例的薄膜组成与物性。

表1、薄膜的组成与物性

从表1可归纳出，(1)zr-ti-fe金属玻璃薄膜属于中等弹性系数与中等密度的薄膜，且具有高阻尼性，因而适合设置于声学振膜的锥体或悬边基材表面；(2)ti-zr-b金属玻璃薄膜、ti-zr-b-n金属玻璃薄膜、zr-ti-fe类钻石薄膜、和ti-w-zr类钻石薄膜属于高弹性系数与低密度的薄膜，因而适合设置于声学振膜的锥体基材表面；(3)zr-ti-fe金属玻璃薄膜与ti-w-zr金属玻璃薄膜属于低弹性系数与高密度的薄膜，且具有高阻尼性，因而适合设置于声学振膜的锥体基材表面。

虽然本发明已公开了上述的较佳实施，然而其并非用以限定本发明，本发明所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明之精神及范围内，当可作些许之更动与润饰，因此本发明的保护范围当视后附之申请专利范围所请求者为准。