聆闻
发表于 2008-2-23 21:12:07
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耳机知识入门：振膜的制造材料) T; i F; T$ k9 _7 z
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振膜即振动的膜片，它的名字体现了其工作状态：振动，以及其某些物理特征：薄。振膜的制造材料多种多样，可以是金属的，也可以是塑料的，也可以是动植物纤维编织的，这些材料有着不一样的振动特点，也使得采用不同振膜的扬声器能发出不同风格的声音。
9 l: u0 O' y! l3 p2 ]0 K+ ?. ~ 从振膜的材料上分类，大致可以分为有机和无机两大类，无机的主要有金属类以及玻璃纤维，有极少数的碳纤维。而有机主要有天然和人工合成两类，人 工合成的主要使用各类塑料以及化纤的材料，天然的则包括蚕丝、羊毛等动物纤维，还有棉丝、麻等植物纤维。这篇文章，主要介绍几种常见的振膜材料，随着材料 科技的快速发展，未来还会出现更多新型的材料用于振膜的设计，届时我们再发文补充。4 A6 A+ Y( i3 E z! `; P
丝绢振膜
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实际上，丝绢膜是丝膜和绢膜的合称，因为两者具有很高的相似性，因此常常合称为丝绢膜。它们都是常用蚕丝编制而成，差别是，“丝”是指的真丝， “绢”指的是绢丝，两者虽然都是蚕丝，但“品控”不同，真丝的纤维长，绢丝的纤维短，因此绢丝需要若干支通过“捻”的工艺来结成线，由绢丝编制出来的振膜 厚度会要高于丝膜，所以声音的表现力会稍差一些。丝与绢的差异，老外并不太明白，他们都理解为蚕丝[Silk]，包括日本，也使用“绢”来泛指两者，因此 在阅读一些外国文献时，要注意到这种理解差异，例如出口到日本的丝膜扬声器也被称为“绢膜”。7 i( E5 y% _* U$ a# N
丝膜、绢膜都很轻薄，适合作为高音振膜使用，但它某些物理特性需要改造，例如刚性不足等问题，因此丝和绢都需要加工后才能更好的工作，所以丝膜、绢膜一般都会涂刷一种特殊的胶，胶的配方并不统一，但应用原理均是为了改善丝绢的物理性能。, K1 ~8 f' J, s# {" N$ U
丝绢膜扬声器具有相对柔和耐听的声学听感，瞬态、动态的表现均能获得大部分人的认同，因此大部分高音扬声器均采用丝绢振膜，相比其他材料，应用范围要广泛得多。8 Y4 C' G, b& ^
金属振膜( S' V" k9 e8 O# E' c, A
金属振膜也非常常见，金属振膜又主要分为三种，铝合金、钛合金和铍合金。最常见的是铝合金振膜，其次是钛合金，铍合金因为稀有以及具有毒性，因此极为少见。用于振膜制造的金属要求密度低、刚性好、延展性优秀等特点，铝、钛的合金具有这些特征且相对容易加工。
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由于铝、钛合金的可以加工得极为轻薄且刚性优秀，因此这两种材质常常被用于高音扬声器设计当中。金属高音扬声器具有更高的频率响应特性，高频细 节丰富且瞬态优秀。但金属高音扬声器，容易出现毛刺的听感，易使人产生听觉疲劳。这需要一些其他技术来克服，例如在功放设计中进行适度的压制，或者在振膜 上做特殊的处理，例如氧化、涂刷特殊涂层。# j* }) l% L7 M3 e( R* n7 S+ a
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铝、钛合金并不止适合用于高音扬声器的制造。也较为广泛的运用于小口径的全频带或者低频扬声器设计当中，这类金属振膜扬声器，钛膜就很少见到了。主要以铝膜为主。/ \, r b* k% r. y2 S; e
铝膜有一种特殊的处理方式，即氧化，在铝膜表面形成一层氧化铝层，氧化铝是一种化学性质稳定，硬度很高，结构致密的物质，它附着在铝膜表层，使其构成多层复合结构以改善物理特性。
5 m9 a' j1 W+ N2 @ 塑料振膜
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塑料是各类高分子化合物的统称，具体到每一种化合物时其物理特性又有所不同。但共同点是可塑性极高，易加工，成本低，但刚性较差，如果要获得较好的刚性，需要以增加振膜厚度为代价，它并不是理想的高音振膜材料，但由于成本优势，在低端音箱中有大量的采用。- ^" m9 ?& ?/ B" @( m
+ _ K1 h9 T1 g# _ 塑料也可用于低频扬声器的振膜制造。
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随着材料科学以及加工技术的进步，塑料也可以加工成极为轻薄的材料，厚度仅为几微米。大部分的动圈耳机扬声器采用的就是塑料振膜，即便高达数千 元的动圈耳机，也主要使用的是塑料振膜，各家的塑料配方虽然不同，但都证明了塑料振膜亦可实现很好的声学性能。塑料刚性较差的特点依然存在，因此大部分耳 机用的振膜都进行了加强处理，例如使用大折环、压制螺旋形的强化纹等。
, p1 E- N, d0 i0 s 纸基振膜. ]2 G: {/ Z% v1 [( v
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纸盆是低音扬声器最常见的一种振膜，顾名思义，它的材料就是纸。这种材料具有适中的强度以及阻尼，具有良好自然的听感，声音有感染力。但纸的缺 点也是相当明显的，它的一致性不好，远不如塑料与金属振膜。它也容易被环境干扰，其吸水性太大，潮湿的天气时会吸潮导致自重会加大并且刚度降低从而影响声 学性能。因此纸盆多有涂层处理来改善其缺点。4 r5 K$ o, P6 {7 V, i4 h
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在纸浆中加入其它纤维后，可以加工成更具特点的振膜，例如羊毛盆。羊毛盆并不是完全使用羊毛制造的振膜，而是纸基振膜，“纸”才是其基本属性。这种混合材料的盆具有一些更加突出的特点，例如羊毛盆，其声音表现就显得温暖易亲近，非常讨好人。
8 ]6 x9 f5 b, g! ~7 l 编织振膜
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; P0 ^6 f) I- X I7 Y1 ? 玻璃纤维通过编织也可以加工成振膜，俗称防弹布盆。这种材料的优点就是刚性好，耐形变，声音的瞬态和力度表现好。但易显得生硬。
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$ E' Q" F& O9 D3 c) \$ e& A 编织类的振膜并不多，但还能找到一些特殊的编织振膜。例如上图中低音振膜就是采用棉线编织并涂刷涂层后制成。+ V( ?/ g4 K5 U' H
编织振膜没有太多共同点，决定它们声学特点的是其基础材料以及涂层。严格的说，丝绢膜也属于编织振膜的一种，但因为丝绢膜用量很大，往往被视为单独的一类。
2 X1 \& A! l! I4 F& a 勿以振膜论声
4 t6 P; T8 Z( e, o 有一些朋友喜欢以振膜论声，最为典型就是见到金属的就认为会很吵或者认为解析力优秀。这其实是一种自我心理暗示。实际上，振膜只不过是众多设计 环节中的一部分，它能提供基础的声音特征，但这些特征可能随着声学结构、电气性能等等因素的改变而改变，决定音箱或耳机最终声音表现的，还得看整体的设 计。 |
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