声学振动膜和包括该振动膜的扬声器的利记博彩app

专利名称：声学振动膜和包括该振动膜的扬声器的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及声学振动膜和包括所述声学振动膜的扬声器。更具体
地，本发明涉及包括碳纳米管(CNT)或石墨纳米纤维(GNT)作为 主要材料的声学振动膜，和包括所述声学振动膜的扬声器。
背景技术：
扬声器是将电能转化成为机械声能的电子元件并目前广泛用于不 同应用中，包括电话、移动通讯终端、计算机、电视(TV)机、盒式 磁带、声音设备和汽车。
扬声器系统通常由振动膜、阻尼器、永久磁铁、外壳和其它元件 组成。在这些元件中，振动膜对于扬声器系统的声音质量具有最大的 影响。
由于振动膜前部和后部之间气压的变化产生膨胀波，并转换成为 可听到的声波。扬声器的声音质量很大程度上取决于扬声器中使用的 振动膜的振动模式。对于扬声器要求其性能是必须完全复制输入扬声 器的电信号。优选扬声器可在从低频声音至高频声音的宽频率范围内 复制高压和常压的声音。
要求扬声器的频率特性曲线具有从最低共振频率(Fa:用于复制 低频声音的频率限度)至较高共振频率(Fb:用于复制高频声音的实 际频率限度)的宽频率范围，高声压，和几乎无不规则的平顶峰。
为实现对扬声器的上述要求，振动膜必须满足以下三个特征。首先，振动膜必须具有高的弹性模量。高的共振频率与声音速度 成比例，声音速度与弹性模量的平方根成比例。基于这些关系，当最 低共振频率恒定时，取决于振动膜的增大的弹性模量，可扩大用于复 制声音的频带。
第二，振动膜必须具有高的内部损耗。在频率特性曲线中发现的 不规则峰是由于在振动系统内出现的许多锐共振产生的。从而，振动 膜的高内部损耗使得共振峰规则。目口，在利用具有高内部损耗的声学 振动膜的扬声器中，通过所述声学振动膜仅使得所需的声频产生振动 并且不发生不希望的振动。结果，减少了不希望的噪音或混响的发生， 并且可降低高频峰，使得原始声音可有效地产生而无变化。
第三，振动膜必须是轻质的(或低密度)。希望包括振动膜的振 动系统尽可能轻，以由具有特定能量的输入信号获得高声压。此外， 优选振动膜由具有高杨氏模量的轻质材料制成，以提高纵波传播速度 或声波传播速度。
理想的是利用具有高弹性模量和高内部损耗的轻质材料来制备振 动膜，但这些要求彼此是不相容的。从而，为制造具有优异声音质量 的扬声器，先决条件是找到其要求彼此协调的用于振动膜的材料。
为满足前述与振动膜的物理性质相关的要求，已经开发了许多用 于振动膜的材料。这类用于振动膜的材料的例子包括碳纤维和芳纶纤 维，其具有高的弹性模量，和聚丙烯树脂，其具有高的内部损耗。
然而，材料的弹性模量与材料的内部损耗是不相容的。即，随材 料的弹性模量增大，材料的内部损耗相对降低，从而限制了低频声音 的复制。相反，随材料内部损耗的增大，所述材料的弹性模量趋于降 低。被广泛用于制备声学振动膜的传统材料在某种程度上满足了上述 物理性质。然而，对能够产生高质量声音的扬声器的不断增长的需求 产生了对于比传统振动膜具有更高弹性模量和更高内部损耗的轻质声 学振动膜的需求。
从而，对于理想的声学振动膜的制备而言，重要的任务在于保持 所述物理性质之间的最佳平衡。
关于此，已经将各种材料，如纸衆、丝、聚酰胺、聚丙烯、聚乙 烯(PE)、聚醚酰亚胺(PEI)和陶瓷广泛用作用于声学振动膜的材料。 目前将钛用作用于声学振动膜的材料。特别是，涂覆有类金刚石碳的 钛被用于提高高频声音的质量。
使用钛振动膜引起高频声带中声压的降低，同时保持了声音的平 衡。相反，由金刚石涂层的钛制得的振动膜使得声压显著升高。
例如，钛振动膜的声压在19kHz或更高的高频带迅速下降。相反， 金刚石涂层的振动膜比那些钛振动膜具有2-3倍的更长寿命和更排他 性的物理性质。由于这些优点，在包括盒式磁带录象机(VCR)、耳 机和立体声系统的家用电器中，存在对金刚石涂层振动膜的不断增长 的需求。
尽管由涂覆有类金刚石碳的钛制备的振动膜可获得优异的声音质 量，它们的问题在于生产步骤复杂和材料价格相对较高，这限制了金 刚石作为用于振动膜的材料的应用，尽管通过所述振动膜可实现优异 的声音质量。
同时，考虑到改进扬声器的声音质量而减少振动膜的厚度引起振 动膜强度的破坏。从而，用类蓝宝石或类金刚石碳涂覆厚度不小于10/xm 的振动膜以改进所述振动膜的强度。然而，用类蓝宝石或类金刚石碳涂覆厚度不大于10/rni的振动膜会引起所述振动膜的硬化，从而使其不
可能获得所需的扬声器声音质量。
随传统微型扬声器的输出增大，振动膜的移动变得更大，从而引 起由所述振动膜的变形造成的严重的分振动问题。己经采用了许多方 法尝试解决该问题，例如，通过将波形引入所述振动膜中以防止振动 膜破裂的用于增强振动膜的方法，和增大振动膜厚度以改进振动膜刚 性的方法。
尽管这些方法确保可防止振动膜的变形和破裂，它们引起在0.5 瓦特或更高的高输出下低频声音振幅的增大，结果引起振动膜的不良 接触和不令人满意的振动(移动)，导致振动膜最低共振频率的增大。 该增大了的最低共振频率使得难以复制低频声音。
考虑到振动膜的小型化而降低振动膜厚度导致所述振动膜弹性增 大，但引起振动膜强度低的问题。通过用蓝宝石或金刚石涂覆振动膜 而解决了该问题。然而，用类蓝宝石或类金刚石碳涂覆厚度较小(例 如10/mi或更小)的振动膜引起所述振动膜的硬化。
从而，需要可用于微型扬声器的具有增大的弹性和高强度的超小 声学振动膜。
此外，需要可用于一般的小型和大型扬声器和压电扬声器(平板 扬声器)以及微型扬声器的，在弹性、强度和内部损耗方面的物理性 质得到改进的声学振动膜。
发明公开 技术问题
考虑到所述问题而作出本发明，本发明的一个目的在于提供包括 碳纳米管(CNT)或石墨纳米纤维(GNF)的声学振动膜，所述振动
8膜在弹性、内部损耗、强度和重量方面具有优异的物理性质，可获得 出色的声音质量，并不仅可被广泛用于常用的扬声器(包括微型、小 型和大型扬声器)，而且可用于压电扬声器。
本发明的另一个目的在于提供包括所述声学振动膜的扬声器。
技术方案
根据本发明的一个方面，为实现上述目的，提供了用于将电信号 转化为机械信号以产生声音的声学振动膜，其中所述声学振动膜包括 碳纳米管或石墨纳米纤维作为主要材料。
在本发明的一个优选实施方式中，所述碳纳米管或石墨纳米纤维 可被包括或分散于声学振动膜中。
在本发明进一步优选的实施方式中，所述声学振动膜可包括粘合 剂以产生所述碳纳米管或石墨纳米纤维的结合。
在该优选的实施方式中，所述粘合剂可以是聚偏二氟乙烯 (PVDF)、聚丙烯酸酯乳液、羧甲基纤维素、聚氨酯、醋酸乙烯酯、 乙烯-醋酸乙烯、或其混合物。
在本发明另一个优选的实施方式中，所述声学振动膜可包括树脂 类聚合材料。
在该优选的实施方式中，所述聚合材料可以是聚乙烯(PE)、聚 丙烯(PP)、聚醚酰亚胺(PEI)、聚对苯二甲酸乙二酯(PET)或其 混合物。
在本发明另一个优选的实施方式中，所述声学振动膜可包括浆体 或其与纤维的混合物。在本发明另一个优选的实施方式中，所述声学振动膜可包括选自 铝、钛和铍的金属。
在本发明另一个优选的实施方式中，所述声学振动膜可包括陶瓷。
在本发明另一个优选的实施方式中，所述碳纳米管或石墨纳米纤 维可以是单壁碳纳米管、多壁碳纳米管、石墨纳米纤维、或其混合物。
在本发明另一个优选的实施方式中，所述碳纳米管或石墨纳米纤 维的形状可选自直的、螺旋状的、分支状及其混合形状，或者可以是 具有不同形状的碳纳米管或石墨纳米纤维的混合物。
在本发明另一个优选的实施方式中，所述碳纳米管或石墨纳米纤
维可包括至少一种选自H、 B、 N、 O、 F、 Si、 P、 S、 Cl、过渡金属、 过渡金属化合物和碱金属的材料。
在本发明另一个优选的实施方式中，所述声学振动膜可包括表面 活性剂、硬脂酸或脂肪酸以分散所述碳纳米管或石墨纳米纤维。
在本发明另一个优选的实施方式中，所述声学振动膜基于声学振 动膜的重量可包括30-99wt^的碳纳米管或石墨纳米纤维。
仍在本发明另一个优选的实施方式中，所述声学振动膜基于所述 声学振动膜的重量可包括50-99wt^的碳纳米管或石墨纳米纤维。
根据本发明的另一方面，提供了包括所述声学振动膜的扬声器。
在本发明的一个优选实施方式中，所述扬声器可以是微型扬声器、 中型或大型扬声器、或压电扬声器。


由以下详细说明结合附图将更清楚地理解本发明的上述和其他目 的、特征和其他优点，其中
图1是包括本发明声学振动膜的微型扬声器的横截面图；和 图2是包括本发明声学振动膜的压电扬声器的横截面图。
实施本发明的最佳方式
现在将更详细地描述本发明。
碳纳米管(CNT)的结构为其中各个碳原子与其相邻的三个碳原 子结合形成六角环，并且以蜂窝构造排列的多层六角环巻起形成圆柱 形管。
碳纳米管的直径为几十埃(A)至几十纳米(nm)，且长度比直 径大几十至几千倍。由于它们固有的形状和化学键，碳纳米管表现出 优异的热、机械和电性质。对于这些优点，已经对碳纳米管的合成进 行了大量研究。期望利用碳纳米管的所述有利性质克服现有技术中尚 未解决的技术局限，从而导致许多新型产品的开发，并赋予现有产品 尚未在所述产品中观察到的新特性。
特别是，碳纳米管和聚合材料的复合物可以获得所需的物理性质 (如拉伸强度、电性质)和化学性质。预期所述碳纳米管复合物对改 进聚合材料的拉伸强度、弹性、电性质和耐久性方面的缺陷作出巨大 贡献 (Erik T. Thostenson， Zhifeng Ren, Tsu-Wei Chou， Composites Science and Technology 61(2001) 1899-1912)。
已经进行了与碳纳米管应用相关的大量常规研究，以增强聚合物。 例如，有报道称向聚苯乙烯中加入lwtX的碳纳米管分别产生25%和 36-42%的拉伸应力和弹性模量提高(Qian D, Dickey EC， Andrews R,Rantell T. Applied Physics Letters 2000; 76 (20): 2868-2870)。
据R. Andrews, Y. Chen等报道，单壁纳米管可被用作石油沥青纤 维的增强剂。特别是，他们证明，通过在石油沥青纤维中使用lwt。/。的 单壁纳米管作为增强剂，大大提高了石油沥青纤维的拉伸强度、弹性 模量和电导率。他们还报道了含5%装载的单壁纳米管作为增强剂的石 油沥青纤维的拉伸强度、弹性模量和电导率分别提高了卯％， 150%和 340%。特别是他们预期，由于石油沥青纤维和碳纳米管同样具有芳香 性，将提高石油沥青纤维和碳纳米管之间的结合力(R. Andrews等， Applied Physics Letters 75 (1999) 1329-1331)。
从这些研究的结果，包括那些之前进行的研究，显然可知，利用 碳纳米管作为聚合材料的增强剂导致所述聚合材料的物理性质得到进 一步改进。从而，所述结果可应用于制备具有优于仅利用聚合材料的 常规声学振动膜的性质的声学振动膜中。
用于本发明的碳纳米管(CNT)具有这样的结构，其中石墨层巻成 管，由于碳原子之间的强共价键表现出高的机械强度，并由于它们高 的杨氏模量和高的纵横比表现出优异的机械性质。此外，由于碳纳米 管(CNT)是由碳原子构成的，它们重量轻，但表现出优异的物理性质。 从而，与利用其他材料预期在声学振动膜的机械性质方面的改进而言， 本发明利用碳纳米管的声学振动膜具有更有利的性质。
换言之，由于它们重量轻且弹性优良，本发明声学振动膜中使用 的碳纳米管(或石墨纳米纤维)可在高频下振动。此外，尽管碳纳米 管(或石墨纳米纤维)的尺寸小或长径比(纵横比)高，但由于它们 具有高的机械强度，它们保持了原始形状以使得所述碳纳米管(或石 墨纳米纤维)可在所需的高频下振动。
特别是，向碳纳米管中加入用于声学振动膜的另一种材料或使用所述材料作为粘合剂以使所述碳纳米管彼此结合，使得所述声学振动 膜所需的物理性质(如弹性模量、内部损耗和密度)得到重大改进。
本发明涉及包括碳纳米管或石墨纳米纤维作为主要材料和粘合剂 以引发所述碳纳米管或石墨纳米纤维的结合的声学振动膜。多数聚合 化合物可用作所述粘合剂。
适当粘合剂的例子包括树脂类聚合化合物，如聚偏二氟乙烯 (PVDF)、聚丙烯酸酯乳液、羧甲基纤维素、聚氨酯、醋酸乙烯酯和 乙烯-醋酸乙烯，其所有均是本领域常用的粘合剂，但不限于此。
可引发作为用于所述声学振动膜主要材料的碳纳米管或石墨纳米 纤维的结合的任何粘合剂均可用于本发明。
通过物理混合作为所述声学振动膜主要材料的碳纳米管或石墨纳 米纤维与另一种用于所述声学振动膜的材料，和/或任选通过引发所述 混合物的化学反应，从而提高各种材料的优点并最大化协同效应，而 制得本发明的声学振动膜。结果，与利用传统材料制得的声学振动膜 相比，本发明的声学振动膜具有轻质、高内部损耗和高杨氏模量。
可与碳纳米管或石墨纳米纤维混合或组合以形成混合物或化合物 的适当材料的例子包括浆体及其与纤维的混合物；增强纤维，如碳 纤维；树脂，如聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚醚酰亚胺(PEI)、 聚对苯二甲酸乙二酯(PET)及其混合物；金属，如铝、钛和铍；陶瓷； 及其混合物。
可用于本发明的适当碳纳米管(CNT)或石墨纳米纤维(GNF) 的例子包括但不限于单壁碳纳米管(SWNT)、多壁碳纳米管(MWNT)、 石墨纳米纤维(GNF)、及其混合物和复合物。对于碳纳米管(CNT) 或石墨纳米纤维(GNF)的形状无特殊限制，只要所述CNT或GNF有利于改进所需的物理性质即可。碳纳米管或石墨纳米纤维可以具有 各种形状，例如螺旋状、直的和分支形状。
为获得本发明所述声学振动膜的所需物理性质或亲和力，所述碳
纳米管或石墨纳米纤维可包括至少一种选自H、 B、 N、 0、 F、 Si、 P、 S、 Cl、过渡金属、过渡金属化合物和碱金属，或可与这些材料反应的材料。
可通过本领域已知的方法制备可用于本发明中的碳纳米管或石墨
纳米纤维，如电弧放电、激光蒸发、等离子增强化学气相沉积(PECVD)， 热化学气相沉积或气相生长。
所述碳纳米管或石墨纳米纤维和添加剂在本发明声学振动膜中的 均匀分散可有效表现出所述碳纳米管或石墨纳米纤维的固有物理性 质。
例如，可利用表面活性剂将碳纳米管(CNT)或石墨纳米纤维 (GNF)更均匀地分散在声学振动膜中。可使用用于均匀分布所述碳 纳米管或石墨纳米纤维并增强结合力以改进声学振动膜物理性质的任 何表面活性剂，其例子包括但不特定地限于阳离子、阴离子和非离 子表面活性剂。也可使用硬脂酸或脂肪酸。
本发明的声学振动膜基于所述声学振动膜的重量可包括 30-99wt。/o和优选50-99wt%的碳纳米管或石墨纳米纤维。
发明模式
通过将碳纳米管与少量树脂(仅起到粘合剂作用)混合以活化引 发所述碳纳米管的结合，或通过混合碳纳米管和作为常见振动膜材料 的聚合材料或金属(二者均起到粘合剂的作用)和另一种振动膜用主 要材料以产生协同效应，实现利用碳纳米管或石墨纳米纤维作为主要材料制备振动膜。考虑到前述内容，将参考下列实施例详细解释利用 碳纳米管和其它材料制备声学振动膜的各种方法。然而，这些实施例 绝非对本发明范围的限制。
实施例 实施例1
利用聚偏二氟乙烯(PVDF)作为粘合剂和碳纳米管作为主要材料 制备声学振动膜。这里使用的所述碳纳米管是平均直径lnm和长度1 /mi的单壁碳纳米管(SWNT)。碳纳米管与聚偏二氟乙烯的重量比调整 至90:10。
首先，将0.22g作为粘合剂的聚偏二氟乙烯溶于在Erlenmeyer烧 瓶中作为溶剂的30 ml丙酮内。并向所述粘合剂溶液中加入2g碳纳米 管，并利用超声发生器均匀混合所述混合物。为均匀混合，进行约30 分钟的搅拌。搅拌之后，将均匀的混合物倾倒入直径20mm和厚度lmm 的模具中。将所述模具置于温度为8(TC的烘箱内并使其静置约1天， 以蒸发溶剂并稳定碳纳米管。在所述模具冷却至室温后，从该模具分 离所述模制的材料以制得碳纳米管声学振动膜，所述振动膜中通过 PVDF粘合剂使碳纳米管彼此结合。
实施例2
利用碳纳米管和聚乙烯制备声学振动膜。所述聚乙烯被用作粘合 剂以使碳纳米管彼此粘合，并且还用作另一种主要材料，从而获得协 同效应。本文使用的碳纳米管是平均直径lnm和长度1 /mi的单壁碳纳 米管(SWNT)。基于最终振动膜各自的重量，使用的碳纳米管的量为 33-95wt%。基于最终振动膜各自的重量，使用的聚乙烯的量为5-67wt %。
将30ml作为溶剂的丙酮置于Erlenmeyer烧瓶中，然后分别向各 Erlenmeyer烧瓶中加入0.25g、 lg、 2g和3g所述碳纳米管。在利用超声发生器均匀混合所述混合物之后，剧烈搅拌下向其中缓慢滴加入
0.5g、 0.5g、 0.15g和O.lg聚乙烯。为均匀混合，搅拌得到的混合物约 30分钟。搅拌之后，将均匀的混合物各自倾倒入直径20mm和厚度约 lmm的模具中。将所述模具置于温度为8(TC的烘箱内并使其静置约1 天，以蒸发溶剂并稳定碳纳米管和聚乙烯。在模具冷却至室温后，从 该模具分离模制的材料，制得由碳纳米管和聚乙烯组成的声学振动膜。
实施例3
除进一步利用表面活性剂来增强碳纳米管的分散程度外，不改变 实施例2中采用的条件和使用的材料含量，重复实施例2的步骤。
使用聚环氧乙垸-8-月桂基醚、CH3-(CH2)！,(OCH2CH2)70CH2CH3 (下文简称为"C12E08")作为表面活性剂。所述表面活性剂的用量相对 于使用的碳纳米管重量为5wt%-60wt%。
将30ml作为溶剂的丙酮置于Erlenmeyer烧瓶中，并然后将0.3g C12EO8均匀溶解在所述溶剂中。分别向各Erlenmeyer烧瓶中加入0.5g、 lg、 2g和3g所述碳纳米管，利用超声发生器均匀混合所述混合物。以 与实施例1中制备声学振动膜的相同方式进行下面的步骤，其中使用 表面活性剂以分散碳纳米管和聚合物。
如通过电子显微镜观察到的，与不使用任何表面活性剂制得的声 学振动膜(实施例1和2)中的那些相比，所述碳纳米管被均匀分布在 利用所述表面活性剂制得的声学振动膜(实施例3)中。
实施例4
利用碳纳米管和具有高内部损耗的聚丙烯(PP)制备声学振动膜。 所述聚丙烯被用作粘合剂以使碳纳米管彼此粘合，并且还用作另一种 主要材料，从而引发协同效应。使用表面活性剂以增强碳纳米管的分 散程度。使用二辛基硫化琥珀酸钠作为表面活性剂。基于最终声学振
16动膜的重量，使用的碳纳米管的量为33-95wt%。基于最终声学振动膜
的重量，使用的聚丙烯(PP)的量为5-67wt%。通过如实施例3中所 述的步骤，将碳纳米管与聚丙烯混合。将所述混合物倾倒入模具中， 并在IO(TC下热处理12小时，以增强碳纳米管和聚丙烯之间的粘合力。
由于碳原子之间的强共价键，碳纳米管或石墨纳米纤维具有高的 机械强度和高的杨氏模量和轻的重量。从而，利用碳纳米管或石墨纳 米纤维制得的声学振动膜可获得优异的声音质量。当将碳纳米管与材 料(特别是树脂类聚合材料)混合或组合时，对于将制备振动膜的声 学振动膜，各种材料的优点被最大化，并且结果是获得了协同效应。 可大大提高声学振动膜所需的物理性质如弹性模量、内部损耗和密度。
当将所述碳纳米管与用于声学振动膜的材料混合和组合时，通过 适当地控制碳纳米管的种类和量、用于分散碳纳米管的方法和分散剂 (如表面活性剂)的种类，可利用所述碳纳米管制得最优的声学振动 膜。
将参考附图更详细地说明可应用本发明声学振动膜的扬声器。
通常，声学再现设备(如扬声器)主要分为号角喇叭、用于高保 真(Hi-Fi)组合音响中的音箱(如组件系统)(包括用于转化预定频 带的低音扬声器、中音扬声器和高音扬声器)、用于通过单个单元覆 盖整个频带的通用扬声器、设计用于微型便携式摄像机的重量超轻和 厚度超薄的微型扬声器、便携式录音机(随身听)、个人数字助理 (PDA)、笔记本电脑、移动通讯终端、耳机、移动电话、电话、无 线电报机等，用于移动通讯终端的接收器，部分插入使用者耳内的耳 机、和用于仅接收特定频带的蜂鸣器。
本发明的声学振动膜可用于上述扬声器中，并根据扬声器所需的 性能制备以使其具有最优的物理性质。下面将分别参考附图1和2，提供包括本发明所述声学振动膜的 微型扬声器和压电扬声器的说明。
根据图1所示微型扬声器10的结构，将磁铁14和磁板15装在轭 铁12内，音圈13围绕在所述磁铁14和磁板15外围。当在其中振动 膜16与所述音圈13的两端(即阴极和阳极)均连接的状态下产生驱 动信号时，所述振动膜振动产生声音。
当将驱动信号应用于所述微型扬声器10的音圈13时，通过磁铁 14在通过磁板15的磁路中产生非交流(直流(DC))磁通量，并在 能够上下移动的音圈13中产生交替(交流(AC))旋转的磁通量。根 据Fleming左手定则，所述非交流磁通量与所述交替旋转的磁通量对 应，以引起引力和斥力。通过引力和斥力的作用，振动膜16和音圈13 上下振动，产生对应于驱动信号的声音。
为防止由于微型扬声器10的高输出导致出现振动膜16的变形， 采用了许多方法，例如，通过引入波纹状振动膜以防止振动膜破裂的 增强振动膜的方法和增大振动膜厚度的方法。尽管这些方法确保了可 防止振动膜的变形和破裂，但在0.5瓦或更高的高输出下它们引起低频 声音振幅的增大，并且结果是引起了所述振动膜的不良接触和不令人 满意的振动(移动)，导致振动膜最低共振频率的增大。该增大的最 低共振频率使得难以再现低频声音。
另一方面，振动膜厚度的减小导致振动膜弹性提高，但引起振动 膜强度低的问题。通过用蓝宝石或金刚石涂覆振动膜解决了该问题。 然而，用蓝宝石或金刚石涂覆厚度较小(例如10pm或更小)的振动膜 引起振动膜的硬化。
尽管根据本发明，减小了包括碳纳米管或石墨纳米纤维的振动膜的厚度，但所述振动膜的弹性得到改进而没有对强度造成任何破坏。 图2表示压电扬声器(平板扬声器)的结构。
参考图2，用于压电扬声器20中的振动膜21是薄板形式，并要
求其是高度耐用和轻质的。
与传统振动膜相比，由于碳纳米管或石墨纳米纤维的物理性质，
本发明的振动膜21是轻质的、高弹性的并具有高的机械强度。从而， 包括本发明振动膜21的压电扬声器20可有利地具有优异的声音质量。
此外，本发明的声学振动膜可广泛用于微型扬声器、压电扬声器 和小型、中型和大型扬声器，无论扬声器的形状和结构如何。
工业实用性
由上述描述，显然，由于本发明的声学振动膜在弹性模量、内部 损耗、强度和重量方面具有优异的物理性质，它在特定频带以及在宽 频带内可有效地获得优异的声音质量和高输出。
此外，由于改进了碳纳米管在本发明声学振动膜中的分散程度， 可实现扬声器优异的声音质量。
进一步，本发明的声学振动膜不仅可广泛用于一般扬声器，包括 微型、小型、中型和大型扬声器，还可用于压电扬声器(平板扬声器)。
尽管这里参考前述特定实施方式描述了本发明，本领域普通技术 人员可理解，不偏离所附权利要求中公开的本发明的范围和精神，各 种改变和变化是可能的。
权利要求
1.一种用于将电信号转化为机械信号以产生声音的声学振动膜，其中所述声学振动膜包括碳纳米管或石墨纳米纤维作为主要材料。
2. 根据权利要求l所述的声学振动膜，其中所述碳纳米管或石墨纳米纤维被包括或分散在所述声学振动膜中。
3. 根据权利要求l所述的声学振动膜，其中所述声学振动膜包括 粘合剂以引发所述碳纳米管或石墨纳米纤维的结合。
4. 根据权利要求3所述的声学振动膜，其中所述粘合剂是聚偏二 氟乙烯(PVDF)、聚丙烯酸酯乳液、羧甲基纤维素、聚氨酯、醋酸乙 烯酯、乙烯-醋酸乙烯酯、或其混合物。
5. 根据权利要求1所述的声学振动膜，其中所述声学振动膜包括 树脂类聚合材料。
6. 根据权利要求5所述的声学振动膜，其中所述聚合材料是聚乙 烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚醚酰亚胺(PEI)、聚对苯二甲酸乙二酯(PET)或其混合物。
7. 根据权利要求l所述的声学振动膜，其中所述声学振动膜包括 浆体或其与纤维的混合物。
8. 根据权利要求l所述的声学振动膜，其中所述声学振动膜包括 选自铝、钛和铍的金属。
9. 根据权利要求l所述的声学振动膜，其中所述声学振动膜包括 陶瓷。
10. 根据权利要求1所述的声学振动膜，其中所述碳纳米管或石 墨纳米纤维是单壁碳纳米管、多壁碳纳米管、石墨纳米纤维、或其混 合物。
11. 根据权利要求1所述的声学振动膜，其中所述碳纳米管或石 墨纳米纤维的形状选自直的、螺旋状的、分支状和其混合形状，或者 是具有不同形状的碳纳米管或石墨纳米纤维的混合物。
12. 根据权利要求10或11所述的声学振动膜，其中所述碳纳米管或石墨纳米纤维包括至少一种选自H、 B、 N、 O、 F、 Si、 P、 S、 Cl、过渡金属、过渡金属化合物和碱金属的材料。
13. 根据权利要求1所述的声学振动膜，其中所述声学振动膜包 括表面活性剂、硬脂酸或脂肪酸以分散所述碳纳米管或石墨纳米纤维。
14. 根据权利要求1所述的声学振动膜，其中所述声学振动膜基 于声学振动膜的重量包括30-99wt^的碳纳米管或石墨纳米纤维。
15. 根据权利要求1所述的声学振动膜，其中所述声学振动膜基 于所述声学振动膜的重量包括50-99wt^的碳纳米管或石墨纳米纤维。
16. —种包括根据权利要求1-15中任一项所述的声学振动膜的扬 声器。
17. —种包括根据权利要求1-15中任一项所述的声学振动膜的微 型扬声器。
18. —种包括根据权利要求1-15中任一项所述的声学振动膜的中 型或大型扬声器。
19. 一种包括根据权利要求1-15中任一项所述的声学振动膜的压 电扬声器。
全文摘要
本文公开了用于将电信号转化为机械信号以产生声音的声学振动膜。所述声学振动膜包括碳纳米管或石墨纳米纤维作为主要材料。优选所述碳纳米管或石墨纳米纤维被包括或分散于声学振动膜中。由于所述声学振动膜在弹性模量、内部损耗和强度方面具有优异的物理性质，它在特定频带以及在宽频带内可有效地获得优异的声音质量和高输出。
文档编号H04R7/02GK101300895SQ200680040837
公开日2008年11月5日 申请日期2006年10月30日 优先权日2005年10月31日
发明者金永男 申请人:Kh化学有限公司