[0001] 本发明涉及声学振膜的技术领域， 更具体地说， 涉及一种振膜及其制备方法、 电声换能器。

背景技术

[0002] 随着科学技术的快速发展， 人们对电子产品的质量要求越来越高， 如对于耳机 、 音响等产品的音质要求越来越高， 如小型化、 薄型化、 高音质要求等， 而这 些效果取决于声学器件的核心部件， 声学器件的核心部件就是其振膜。

[0003] 在现有的相关技术中， 为了获得高音质的振膜， 通常通过改变振膜的材质来实 现。 常见的振膜材料有纸盆、 塑料、 金属等， 通常纸盆振膜音质特性为平顺自 然， 明快清晰， 但其易受环境影响， 性能不稳定。 金属振膜刚性很强， 但是刚 性强的另一面便是内损低， 能量不会被振膜材质本身所吸收， 因此在发生盆分 裂吋， 会有很明显的共振峰出现在频率响应的高端， 很容易出现"金属声"。 另外 ， 金属材质会增加振膜的重量， 不利于振膜的薄轻化发展。 塑料材质的振膜刚 性不太好， 质量也较差， 而采用带有石墨烯的振膜， 可提高振膜的刚性， 但是 现有的石墨烯振膜通常采用喷涂的方式形成于 基材表面， 由于石墨烯的刚性特 性， 使得膜片在受外力吋， 容易断裂， 从而容易从基材的表面脱落、 高低频性 能不够好。

技术问题

[0004] 在现有的相关技术中， 为了获得高音质的振膜， 通常通过改变振膜的材质来实 现。 常见的振膜材料有纸盆、 塑料、 金属等， 通常纸盆振膜音质特性为平顺自 然， 明快清晰， 但其易受环境影响， 性能不稳定。 金属振膜刚性很强， 但是刚 性强的另一面便是内损低， 能量不会被振膜材质本身所吸收， 因此在发生盆分 裂吋， 会有很明显的共振峰出现在频率响应的高端， 很容易出现"金属声"。 另外 ， 金属材质会增加振膜的重量， 不利于振膜的薄轻化发展。 塑料材质的振膜刚 性不太好， 质量也较差， 而采用带有石墨烯的振膜， 可提高振膜的刚性， 但是 现有的石墨烯振膜通常采用喷涂的方式形成于 基材表面， 由于石墨烯的刚性特 性， 使得膜片在受外力吋， 容易断裂， 从而容易从基材的表面脱落、 高低频性 能不够好。

问题的解决方案

技术解决方案

[0005] 本发明要解决的技术问题在于， 针对现有技术的上述在膜片受到外力吋， 石墨 烯容易断裂， 容易从基材的表面脱落以及高低频性能不够好 的缺陷， 提供一种 振膜及其制备方法、 电声换能器。

[0006] 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是： 构造一种振膜， 该振膜包括： [0007] 基础层， 所述基础层是以聚醚酰亚胺、 聚对苯二甲酸乙二醇酯、 聚醚醚酮、 聚 苯硫醚、 聚氨基甲酸酯中的任意一种材料制成的薄膜；

[0008] 强化层， 所述强化层是以石墨烯、 石墨粉和胶水混合形成的混合物并经干燥固 化形成的强化层， 其中，

[0009] 所述强化层中石墨粉、 石墨烯和胶水的重量比为 （1~2) ： (5-10) ： (9994-998

8) ；

[0010] 所述强化层粘附在所述基础层表面。

[0011] 所述振膜中， 优选所述振膜强化层的厚度为 2μηι。

[0012] 本发明还提供一种电声换能器， 所述电声换能器包括磁路系统、 与所述磁路系 统连接的振动系统， 其中， 所述振动系统包括上述振膜、 以及驱动所述振膜的 驱动装置。

[0013] 所述电声换能器中， 优选所述磁路系统为动铁式磁路系统或动圈式 磁路系统。

[0014] 所述电声换能器中， 优选所述动铁式磁路系统包括外导磁板、 磁铁、 电枢、 旋 转轴和线圈。

[0015] 所述电声换能器中， 优选所述的线圈设置有两个， 并对称分布于旋转轴的两侧

， 所述的两个线圈相连接， 且旋向相同。

[0016] 所述电声换能器中， 优选所述动圈式磁路系统包括导磁轭铁、 磁铁和铁芯。

[0017] 所述电声换能器中， 优选所述驱动装置为音圈， 其中， 所述音圈设置在所述振 膜的下方。 [0018] 一种振膜的制备方法， 包括以下步骤：

[0019] S1 : 提供一种薄膜、 胶水、 石墨粉、 以及石墨烯；

[0020] S2: 将所述石墨粉与所述石墨烯均匀混合形成第一 混合物， 并将所述第一混合 物惨入所述胶水中进行混合并搅拌均匀形成第 二混合物；

[0021] S3： 将所述第二混合物均匀涂覆在所述薄膜表面并 进行烘干处理， 使所述第二 混合物固化在所述薄膜表面， 得到最终振膜。

[0022] 所述的振膜的制备方法中， 优选在所述步骤 S3之前， 先对所述薄膜的表面进行 预处理， 所述预处理是指对所述薄膜的表面进行清洁处 理。

[0023] 所述的振膜的制备方法中， 优选所述第二混合物中石墨粉、 石墨烯和胶水的重 量比为 （1~2) ： (5-10) ： (9994-9988) 。

[0024] 所述的振膜的制备方法中， 优选所述第二混合物涂覆在所述薄膜上的厚度 为 2μ m。

[0025] 所述的振膜的制备方法中， 优选所述薄膜为由聚醚酰亚胺、 聚对苯二甲酸乙二 醇酯、 聚醚醚酮、 聚苯硫醚、 聚氨基甲酸酯中的任意一种材料制成的薄膜。

[0026] 所述的振膜的制备方法中， 优选所述胶水为聚氨酯、 氟乙烯、 聚丙烯酸酯乳液

、 醋酸乙烯酯、 乙烯-醋酸乙烯酯中的任意一种。

[0027] 所述的振膜的制备方法中， 优选所述步骤 S2中为采用狭缝式涂布的方式将所述 第二混合物均匀涂覆在所述薄膜表面。

[0028] 所述的振膜的制备方法中， 优选所述步骤 S2中为采用网纹涂布的方式将所述第 二混合物均匀涂覆在所述薄膜表面。

[0029] 本发明还提供一种电声换能器， 所述电声换能器包括磁路系统、 与所述磁路系 统连接的振动系统， 其中， 所述振动系统包括上述制备方法制作的振膜、 以及 驱动所述振膜的驱动装置。

[0030] 所述电声换能器中， 优选所述磁路系统为动铁式磁路系统或动圈式 磁路系统。

[0031] 所述电声换能器中， 优选所述动铁式磁路系统包括外导磁板、 磁铁、 电枢、 旋 转轴和线圈。

[0032] 所述电声换能器中， 优选所述的线圈设置有两个， 并对称分布于旋转轴的两侧 ， 所述的两个线圈相连接， 且旋向相同。 [0033] 所述电声换能器中， 优选所述动圈式磁路系统包括导磁轭铁、 磁铁和铁芯。

[0034] 所述电声换能器中， 优选所述驱动装置为音圈， 其中， 所述音圈设置在所述振 膜的下方。

发明的有益效果

有益效果

[0035] 实施本发明的振膜， 具有以下有益效果： 本发明的振膜是包括了基础层和强化 层两层结构， 强化层涂覆在基础层表面， 所述基础层是以聚醚酰亚胺、 聚对苯 二甲酸乙二醇酯、 聚醚醚酮、 聚苯硫醚、 聚氨基甲酸酯中的任意一种材料制成 的薄膜， 强化层是以石墨烯、 石墨粉和胶水混合形成的混合物并经干燥固化 形 成的强化层， 其中， 强化层中石墨粉、 石墨烯和胶水的重量比为 （1~2) ： (5-10 ) ： (9994-9988) 。 采用的石墨粉、 石墨烯与胶水充分混合后再涂覆在基础层表 面， 可使石墨烯均匀固化在胶体中， 可以借助胶体的附着力粘附在基础层表面 ， 石墨烯的粘附性， 使石墨烯不易断裂， 不容易从基础层表面脱落， 从而实现 了在提高振膜高频特性且可兼顾其低频性能的 同吋， 还可有效提高石墨烯的粘 附性、 可靠性， 提高振膜的稳定性。 对附图的简要说明

附图说明

[0036] 下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说 明， 附图中：

[0037] 图 1是本发明实施例的振膜截面结构示意图；

[0038] 图 2是本发明实施例的振膜与普通振膜的频率响� �曲线图；

[0039] 图 3是本发明实施例的振膜与普通振膜组装的喇� �的阻抗曲线图；

[0040] 图 4是本发明实施例的电声换能器的模块图。

实施该发明的最佳实施例

本发明的最佳实施方式

[0041] 为了对本发明的技术特征、 目的和效果有更加清楚的理解， 现对照附图详细说 明本发明的具体实施方式。

[0042] 如图 1所示， 本发明提供一种振膜， 该振膜包括基础层 101， 在基础层 101表面 附着有强化层 102。 基础层 101是以聚醚酰亚胺、 聚对苯二甲酸乙二醇酯、 聚醚 醚酮、 聚苯硫醚、 聚氨基甲酸酯中的任意一种材料制成的薄膜。 优选地， 基础 层 101选用聚对苯二甲酸乙二醇酯材料制成的薄膜 ， 即优选 PET (聚对苯二甲酸 乙二醇酯） 薄膜作为振膜的基材。

[0043] 强化层 102是由石墨烯、 石墨粉和胶水均匀混合后形成的混合物经干燥 固化形 成的强化层。

[0044] 在所述强化层 102中， 胶水用于分散石墨烯； 在本发明中， 只要是用于分散石 墨烯的胶水都适用本发明， 并不对胶水进行限制， 胶水可以是聚氨酯、 氟乙烯 、 聚丙烯酸酯乳液、 醋酸乙烯酯、 乙烯-醋酸乙烯酯中的任意一种。 优选聚氨酯

[0045] 在本发明中， 石墨粉、 石墨烯和胶水可按不同的比例进行混合， 优选石墨粉、 石墨烯和胶水的重量比为 （1~2) ： (5-10) ： (9994-9988) 。

[0046] 可以理解地， 在本发明中， 在强化层 102加入石墨粉， 由于石墨粉散热性能比 较好， 而膜片在震动吋可产生很高的热量， 因此加入石墨粉有助于膜片散热， 当将膜片应用于扬声器等声学器件吋， 可提高喇叭的承受能力。 石墨烯具有单 个原子刚性的特性， 因此， 石墨烯刚性强， 且整体性能好， 在强化层 102中加入 石墨烯可改变振膜的特性， 使振膜达到镀金属的高频性能， 同吋又可达到较佳 的低频性能， 从而提高振膜的整体效果。 优选地， 强化层 102的厚度为 1.5~3.5μηι ， 更优选 2μηι。

[0047] 另外， 本发明提供的振膜刚性好， 粘附性高， 高低频性能更好， 可适用于扬声 器、 受话器等声学设备中。

[0048] 本发明提供一种振膜的制备方法， 该制备方法包括以下步骤：

[0049] S1 : 提供一种薄膜、 胶水、 石墨粉、 以及石墨烯。

[0050] 在所述步骤 S1中， 提供的薄膜为由聚醚酰亚胺、 聚对苯二甲酸乙二醇酯、 聚醚 醚酮、 聚苯硫醚、 聚氨基甲酸酯中的任意一种材料制成的薄膜。 优选聚对苯二 甲酸乙二醇酯 (ΡΕΤ)。

[0051] 所述胶水为聚氨酯、 氟乙烯、 聚丙烯酸酯乳液、 醋酸乙烯酯、 乙烯-醋酸乙烯 酯中的任意一种， 优选聚氨酯。 [0052] S2: 将石墨粉与石墨烯均匀混合形成第一混合物， 并将第一混合物惨入胶水中 进行混合并搅拌均匀形成第二混合物。 可以理解地， 石墨粉、 石墨烯和胶水可 按不同的配比进行混合， 在本发明中， 只要使石墨粉与石墨烯均可完全分散在 胶水中的配比都适用于本发明， 本发明对此不作限制， 优选石墨粉、 石墨烯和 胶水的重量比为 （1~2) ： (5-10) ： (9994-9988) 。

[0053] S3： 将第二混合物均匀涂覆在薄膜表面并进行烘干 处理， 使第二混合物固化在 所述薄膜表面， 得到最终振膜。 优选地， 在步骤 S3之前， 先对薄膜的表面进行 预处理， 即在将第二混合物均匀涂覆在薄膜表面之前， 需对薄膜的表面进行清 洁处理， 如清除薄膜表面的灰尘等杂质， 增强薄膜表面的粘附性。 进一步地， 所述第二混合物涂覆在薄膜表面上的厚度为 1.5~3.5μηι， 优选为 2μηι。

[0054] 所述将第二混合物涂覆在薄膜表面可采用狭缝 式涂布的方式或者网纹涂布的方 式进行涂覆， 具体的涂布参数可根据实际涂覆情况确定， 本发明对此不作限制

[0055] 在本发明的实施例中， 采用狭缝式涂布或者网纹涂布的方式将石墨粉 、 石墨烯 和胶水均匀混合形成的第二混合物均匀涂覆在 薄膜表面可使石墨烯、 石墨粉借 助胶水的附着力更加牢固地粘附在薄膜表面， 与现有的喷涂方式相比， 本发明 的涂覆方式可使得石墨烯的粘附性更高， 均匀性更好， 且石墨烯均匀固化在胶 水中， 可使得膜片在受到外力吋， 石墨烯不易断裂， 不易从薄膜表面脱落。 由 于石墨粉、 石墨烯均匀固化在胶水中并粘附在薄膜表面， 从而使得所形成的振 膜具有更好的均匀性、 一致性， 不易产生割裂振动， 同吋采用该制备方法制成 的振膜强度高， 刚性强， 高低频性能更好， 有效提高了振膜的声学效果。

[0056] 以下通过多个实施例来举例说明石墨粉、 石墨烯以及胶水进行混合的制备：

[0057] 实施例 1

[0058] Α、 石墨粉、 石墨烯和胶水混合， 取石墨粉 lg， 石墨烯 5g， 胶水 9994g， 分别将 lg石墨粉与 _5g 石墨烯均匀混合， 并将石墨粉与石墨烯混合后的粉末惨入 9994g胶 水中并进行搅拌， 使石墨粉与石墨烯均匀分布在胶水中。

[0059] B、 待石墨粉与石墨烯均匀分布在胶水后， 将石墨粉、 石墨烯、 胶水形成的混 合物涂覆在薄膜表面， 并将涂覆有石墨粉、 石墨烯和胶水混合物的薄膜进行干 燥处理， 使胶体固化粘附在薄膜表面。

[0060] 实施例 2

[0061] A、 石墨粉、 石墨烯和胶水混合， 取石墨粉 1.5g， 石墨烯 7.5g， 胶水 9991g， 分 别将 1.5g石墨粉与 7.5g石墨烯均匀混合， 并将石墨粉与石墨烯混合后的粉末惨入 9991g胶水中并进行搅拌， 使石墨粉与石墨烯均匀分布在胶水中。

[0062] B、 待石墨粉与石墨烯均匀分布在胶水后， 将石墨粉、 石墨烯、 胶水形成的混 合物涂覆在薄膜表面， 并将涂覆有石墨粉、 石墨烯和胶水混合物的薄膜进行干 燥处理， 使胶体固化粘附在薄膜表面。

[0063] 实施例 3

[0064] A、 石墨粉、 石墨烯和胶水混合， 取石墨粉 2g， 石墨烯 10g， 胶水 9988g， 分别 将 2g石墨粉与 10g石墨烯均匀混合， 并将石墨粉与石墨烯混合后的粉末惨入 9988 g胶水中并进行搅拌， 使石墨粉与石墨烯均匀分布在胶水中。

[0065] B、 待石墨粉与石墨烯均匀分布在胶水后， 将石墨粉、 石墨烯、 胶水形成的混 合物涂覆在薄膜表面， 并将涂覆有石墨粉、 石墨烯和胶水混合物的薄膜进行干 燥处理， 使胶体固化粘附在薄膜表面。

[0066] 采用现有的振膜组装的普通喇叭与本发明的振 膜组装的喇叭对比， 进行以下性 能测试：

[0067] 振膜高低频性能测试

[0068] 评价实施例 1~3中制成的振膜在振动过程中的频率响应， 用于反映振膜的高低 频性能。 评价方法： 将制备的振膜成型为喇叭膜片， 并组装成成品 （称为石墨 粉-石墨烯喇叭， 下文同此） ， 将其与普通的喇叭进行声学性能测试， 具体的测 试方法为采用标准的声学性能测试仪， 将石墨粉-石墨烯喇叭与普通喇叭同吋进 行测试， 测试吋间为 10分钟， 并进行相应的数据记录， 其频率响应曲线如图 2所 示。

[0069] 根据记录的数据及频率响应曲线图 （图 2) 可知， 石墨烯喇叭的高频频率响应 曲线比普通喇叭的高 2~4dB (高频段为 3000~40000Hz) ， 其低频频率响应曲线比 普通喇叭的高 3~6dB (低频段为 20~50Hz) 。

[0070] 如图 3所示， 为本发明的振膜与普通振膜组装的喇叭的阻抗 曲线图， 由图中可 以直接看出： 石墨粉-石墨烯喇叭的低频谐振频率 f。比普通喇叭的低 150Hz左右。

[0071] 综合上述实验结果， 直接说明了本发明的振膜高低频性能更好， 刚性强， 且由 于石墨粉、 石墨烯是直接均匀惨入胶水中， 使其粘附性更高， 不易脱落。

[0072] 如图 4所示， 本发明还提供一种电声换能器， 该电声换能器包括磁路系统 100、 与磁路系统 100连接的振动系统 200。

[0073] 磁路系统 100包括动铁式磁路系统或动圈式磁路系统。

[0074] 具体地， 动铁式磁路系统包括导磁板、 磁铁、 电枢、 旋转轴和线圈。 其中线圈 设置有两个， 两个线圈对称分布在旋转轴的两侧且两个线圈 相连接， 同吋两个 线圈的旋向相同。 在本发明的实施中， 将线圈设置为两个可有效保证电枢两端 的感应磁场强度相同， 进而可降低谐波失真。

[0075] 动圈式磁路系统包括导磁轭铁、 磁铁和铁芯。

[0076] 在本发明的实施例中， 振动系统 200包括振膜以及驱动所述振膜的驱动装置。

[0077] 振膜为上文所述的振膜， 即本实施例中的振膜包括基础层 101， 在基础层 101表 面附着有强化层 102。 基础层 101是以聚醚酰亚胺、 聚对苯二甲酸乙二醇酯、 聚 醚醚酮、 聚苯硫醚、 聚氨基甲酸酯中的任意一种材料制成的薄膜。 优选地， 基 础层 101选用聚对苯二甲酸乙二醇酯材料制成的薄膜 ， 即优选 PET (聚对苯二甲 酸乙二醇酯） 薄膜作为振膜的基材。

[0078] 强化层 102是由石墨烯、 石墨粉和胶水均匀混合后形成的混合物经干燥 固化形 成的强化层。

[0079] 在所述强化层 102中， 胶水用于分散石墨烯； 在本发明中， 只要是用于分散石 墨烯的胶水都适用本发明， 并不对胶水进行限制， 胶水可以是聚氨酯、 氟乙烯 、 聚丙烯酸酯乳液、 醋酸乙烯酯、 乙烯-醋酸乙烯酯中的任意一种。

[0080] 本发明公幵的电声换能器中， 驱动装置优选为音圈， 且音圈设置在振膜的下方 。 本发明的实施例中采用石墨烯材料， 可利用石墨烯材料的优良导热性能， 将 音圈产生的热量快速散发出去， 防止音圈处的热量聚集而导致音圈损坏， 提高 了电声换能器的散热效果， 进而延长了电声换能器的使用寿命； 并且采用石墨 烯制作音圈， 充分利用了石墨烯材料导电性好的特点， 不仅提高了音圈的强度 ， 还进一步减小了换能器的能耗。 同吋由于本发明的振膜， 其粘附性高， 且可 降低谐振频率、 增加高频声压、 完善高低频特性。 因此， 使用该振膜的电声换 能器谐振频率 f。低， 高频声压高， 高低频性能更好。

[0081] 可以理解地， 本发明中的电声换能器可以为受话器、 扬声器等。

[0082] 以上实施例只为说明本发明的技术构思及特点 ， 其目的在于让熟悉此项技术的 人士能够了解本发明的内容并据此实施， 并不能限制本发明的保护范围。 凡跟 本发明权利要求范围所做的均等变化与修饰， 均应属于本发明权利要求的涵盖 范围。

[0083] 应当理解的是， 对本领域普通技术人员来说， 可以根据上述说明加以改进或变 换， 而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权 利要求的保护范围。