CN101990147A - 振动膜及应用该振动膜的扬声器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种振动膜，包括：基础振膜及增强结构层叠设置，其中，该增强结构由至少一自支撑的碳纳米管结构组成，该碳纳米管结构包括多个碳纳米管通过范德华力首尾相连。本发明还涉及一种应用该振动膜的扬声器。

Description

振动膜及应用该振动膜的扬声器

技术领域

本发明涉及一种振动膜及应用该振动膜的扬声器，尤其涉及一种基于碳纳米管的振动膜及应用该振动膜的扬声器。

背景技术

扬声器是一种把电信号转换成声音信号的电声器件。具体地，扬声器能将一定范围内的音频电功率信号通过换能方式转变为失真小并具有足够声压级的可听声音。按照扬声器的工作原理，现有的扬声器可分为电动式、压电式以及静电式扬声器等。其中电动式扬声器结构简单、音质优秀且成本低，因此应用最为广泛。

现有技术中的电动式扬声器通常包括振动膜、音圈骨架、音圈、定心支片、磁铁以及外壳等几个部分。扬声器在工作时，通入音频电信号的音圈在磁场中受到力的作用，从而带动振动膜做机械振动并发出声音。

在评价扬声器的优劣时，扬声器的音量是决定性因素之一。扬声器的音量与输入功率及电声转换效率有关。当输入功率越大，电声转换效率越高，扬声器发出的音量越大。然而，当输入功率增大时，振动膜易发生变形甚至破裂，从而使发出的声音产生失真。因此，振动膜的强度及杨氏模量是决定其额定功率的决定因素。额定功率即不使扬声器产生失真的输入功率。另外，单位面积振动膜的质量越轻，则使振动膜产生振动所消耗的能量越小，扬声器的电声转换效率越高，进而相同输入功率产生的音量越大。总之，振动膜的强度及杨氏模量越大，密度越小，则扬声器的音量越大。

然而，现有技术中，振动膜材料为聚合物、金属、陶瓷或纸，聚合物及纸的强度及弹性模量仍然较低，金属及陶瓷的质量较大，从而使现有的扬声器的额定功率较低。一般的微型扬声器的输入功率仅为0.3～0.5W。另一方面，采用现有材料制得的振动膜，其密度较大，使扬声器的电声转换效率无法进一步提高。因此，为提高扬声器的额定功率及电声转换效率，进而提高扬声器的音量，目前对现有的电动式扬声器的改进重点在提高振动膜的强度及杨氏模量，以及减小振动膜的密度，即提高振动膜的比强度(即强度/密度)及比模量(即模量/密度)。

碳纳米管是九十年代初才发现的一种新型一维纳米材料，具有较轻的质量且沿轴向具有较高的强度。由于碳纳米管优良的力学性质，将碳纳米管作为增强材料应用至扬声器领域日益引起人们的关注。卞基满等人于2008年10月15日公开的中国专利申请第CN101288336A号中公开了一种扬声器振动膜，其包括一基础振膜以及通过涂附的方法于该基础振膜表面形成的一碳纳米管层。然而，直接通过涂附形成的碳纳米管层中，碳纳米管主要靠基础振膜支撑，碳纳米管与碳纳米管之间的结合力较弱，使整个碳纳米管层的强度较小。另外，涂附形成的碳纳米管层厚度不易控制，由于碳纳米管极易团聚，从而使振动膜各处的强度分布难以有效控制，发声效果不好。

发明内容

有鉴于此，确有必要提供一种强度及杨氏模量较高，且厚度均匀的振动膜以及应用该振动膜的扬声器。

一种振动膜，包括：基础振膜及增强结构层叠设置，其中，该增强结构由至少一自支撑的碳纳米管结构组成，该碳纳米管结构包括多个碳纳米管通过范德华力首尾相连。

一种振动膜，包括：基础振膜及增强结构层叠设置，其中，该增强结构为至少一自支撑的碳纳米管结构以及至少一增强体组成的复合结构，该自支撑的碳纳米管结构包括多个碳纳米管通过范德华力首尾相连。

一种振动膜，包括：基础振膜及增强结构层叠设置，其中，该增强结构包括至少一自支撑的碳纳米管复合结构，该碳纳米管复合结构包括多个碳纳米管通过范德华力首尾相连，该碳纳米管表面包覆至少一包覆层。

一种振动膜，其包括：基础振膜及增强结构层叠设置，该增强结构包括多个碳纳米管，该多个碳纳米管通过范德华力首尾相连的设置于该增强结构中。

一种扬声器，包括：一音圈骨架；一音圈，该音圈缠绕在所述音圈骨架一端的外围；一振动膜，该振动膜与所述音圈骨架相连接；以及一磁场系统，该磁场系统具有一磁场间隙，所述音圈设置在该磁场间隙中；其中，该振动膜包括基础振膜及增强结构层叠设置，该增强结构由至少一自支撑的碳纳米管结构组成，该碳纳米管结构包括多个碳纳米管通过范德华力首尾相连。

与现有技术相比较，所述的振动膜由于采用自支撑结构的碳纳米管结构，且碳纳米管在碳纳米管结构中通过范德华力首尾相连，从而使碳纳米管结构的强度较大。另外，该自支撑的碳纳米管结构可通过铺设的方式设置于该基础振膜表面，避免了碳纳米管的团聚现象，进而使所述扬声器具有较好的发声效果。

附图说明

图1为本发明第一实施例的振动膜的结构示意图。

图2为本发明第一实施例包括多个碳纳米管膜的振动膜的结构示意图。

图3为本发明第一实施例具有环状碳纳米管结构的振动膜的顶视图。

图4为本发明第一实施例具有放射状排列的线状碳纳米管结构的振动膜的顶视图。

图5为本发明第一实施例具有平行排列的线状碳纳米管结构的振动膜的结构示意图。

图6为本发明第一实施例具有交叉排列的线状碳纳米管结构的振动膜的顶视图。

图7为本发明第一实施例具有相互编织的线状碳纳米管结构的振动膜的顶视图。

图8为本发明第二实施例具有平行排列的线状碳纳米管结构和线状增强体的振动膜的结构示意图。

图9为本发明第二实施例具有交叉排列的线状碳纳米管结构和线状增强体的振动膜的结构示意图。

图10为本发明第二实施例具有相互编织的线状碳纳米管结构和线状增强体的振动膜的结构示意图。

图11为本发明第二实施例具有平行排列的线状碳纳米管结构和线状增强体的线状碳纳米管复合结构的结构示意图。

图12为本发明第二实施例具有扭转排列的线状碳纳米管结构和线状增强体的线状碳纳米管复合结构的结构示意图。

图13为本发明第三实施例表面具有一包覆层的碳纳米管的剖视示意图。

图14为本发明第四实施例的振动膜的结构示意图。

图15为本发明实施例的扬声器的结构示意图。

图16为本发明实施例的扬声器的沿扬声器轴线的剖视示意图。

具体实施方式

以下将结合附图及具体实施例详细说明本发明提供的振动膜及应用该振动膜的扬声器。

请参阅图1，本发明第一实施例提供一振动膜10，其包括一基础振膜14以及一个或多个增强结构12。该增强结构12设置于该基础振膜14的至少一表面。

该基础振膜14可以为现有技术中的常用的扬声器振膜，如纸盆振膜、防弹布振膜、聚丙烯振膜或碳纤维振膜等。该基础振膜14的材料可以为金属、金刚石、碳化硼、陶瓷、纸、布、纤维素及聚合物中的一种或多种。该聚合物可以为聚丙烯、聚对苯二甲酸乙酯(PET)、聚乙烯亚胺(PEI)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚苯硫醚(PPS)、聚氯乙烯(PVC)、聚苯乙烯(PS)，聚醚砜(PES)。该基础振膜14的材料还可以为玻璃纤维、赛璐络纤维、石墨纤维、电木、丝质纤维、发泡聚苯乙烯或发泡塑料。该基础振膜14可由一种材料形成或由多种材料混合形成。该基础振膜14可为多层不同的振膜叠加形成的多层结构。该基础振膜14的形状不限。

该增强结构12包括多个碳纳米管。该增强结构12为一自支撑结构。所谓“自支撑结构”即该增强结构12无需通过一支撑体支撑，也能保持自身特定的形状。该自支撑的增强结构12包括多个碳纳米管，该多个碳纳米管通过范德华力相互吸引，从而形成一网络结构，并使该增强结构12具有特定的形状。该增强结构12中的碳纳米管为有序排列。这里的有序指至少多数碳纳米管的排列方向具有一定规律。具体地，碳纳米管沿一个方向或者多个方向择优取向排列。该增强结构12的厚度优选为0.5纳米～1毫米。该增强结构12中的碳纳米管包括单壁碳纳米管、双壁碳纳米管及多壁碳纳米管中的一种或多种。所述单壁碳纳米管的直径为0.5纳米～50纳米，所述双壁碳纳米管的直径为1.0纳米～50纳米，所述多壁碳纳米管的直径为1.5纳米～50纳米。优选地，所述增强结构12中碳纳米管沿一固定方向择优取向排列。该增强结构12可直接与该基础振膜14贴合，或通过粘结剂与该基础振膜14结合。该增强结构12中与该基础振膜14接触的碳纳米管可部分渗入或嵌入该基础振膜14中，从而使该增强结构12与该基础振膜14更牢固的结合。

优选地，该增强结构12为一自支撑的碳纳米管结构。该碳纳米管结构可以为面状或线状。该碳纳米管结构由均匀分布的碳纳米管组成，碳纳米管之间通过范德华力紧密结合。可以理解，该碳纳米管结构具有较好的纯度，即除碳纳米管外的其他物质仅以微量杂质方式存在。该碳纳米管结构包括至少一碳纳米管膜、至少一碳纳米管线状结构或所述碳纳米管膜和碳纳米管线状结构的复合结构。该碳纳米管线状结构包括至少一碳纳米管线。当该碳纳米管线状结构包括多个碳纳米管线时，该多个碳纳米管线可相互平行排列组成一束状结构，或相互扭转组成一绞线结构。该多个碳纳米管线状结构也可相互编织形成一面状的碳纳米管结构。请参阅图2，当该碳纳米管结构12包括多个碳纳米管膜122时，该多个碳纳米管膜122可相互并排或层叠，形成面状的碳纳米管结构12。

具体地，所述增强结构12设置于基础振膜14表面可包括以下几种方式。

该碳纳米管结构可包括至少一碳纳米管膜122。如图2所示，该多个碳纳米管膜122相互层叠或相互并排覆盖该基础振膜14表面。

该碳纳米管结构可包括至少一碳纳米管线状结构。该碳纳米管线状结构可排满整个基础振膜14表面，或选择性的设置于所述振动膜10需要增加强度及杨氏模量的位置。该碳纳米管线状结构可相互间隔或相互交叉的设置于该基础振膜14表面。请参阅图3，该碳纳米管线状结构120围成环形，设置于圆形的基础振膜14表面，该环形的碳纳米管线状结构120与该圆形的基础振膜14呈同心圆设置。请参阅图4，多个平直或弯曲的碳纳米管线状结构120以圆形的基础振膜14的圆心为中心，呈放射状排列于该基础振膜14的表面。可以理解，所述碳纳米管线状结构120的排列不限于上述两种情况。例如，该振动膜10可只由一根碳纳米管线状结构120与一基础振膜14组成，该碳纳米管线状结构120可呈螺线状设置于基础振膜14的表面。上述碳纳米管线状结构120可增加振动膜10的强度及杨氏模量，尤其可以在需要的位置任意设置，从而选择性的增强该振动膜10受力较强的位置。

如图5～图7所示，该多个碳纳米管线状结构120相互并排、相互交叉或相互编织，从而形成该碳纳米管结构，并覆盖该基础振膜14表面。可以理解，该多个碳纳米管线状结构120可相互编织成一碳纳米管布，该碳纳米管布可作为碳纳米管结构应用于该振动膜10中。

如图1所示，该碳纳米管结构的面积可以与所述基础振膜14的面积相等。另外，可通过图形化步骤如刻蚀或切割，在基础振膜14表面形成图形化的碳纳米管结构。

该增强结构12可包括该碳纳米管膜122及碳纳米管线状结构120的复合，该碳纳米管线状结构120相互并排、交叉或编织并设置于该碳纳米管膜122一表面，或夹于两碳纳米管膜122之间。

该增强结构12可直接设置，或通过一粘结剂设置于该基础振膜14表面。另外，当该基础振膜14为聚合物材料形成时，该增强结构12覆盖于该基础振膜14后，可进一步通过一热压步骤，使该增强结构12与该基础振膜14更牢固的结合。当该增强结构12直接设置于该基础振膜14表面，热压后的增强结构12中与该基础振膜14接触的碳纳米管部分渗入或嵌入该基础振膜14中。当该增强结构12与该基础振膜14通过粘结剂结合时，热压后的增强结构12中与该粘结剂接触的碳纳米管部分渗入或嵌入该粘结剂中。

所述碳纳米管结构可包括至少一碳纳米管膜，该碳纳米管膜为从碳纳米管阵列中直接拉取获得的一种具有自支撑性的碳纳米管膜。每一碳纳米管膜包括多个基本沿同一方向择优取向且基本平行于碳纳米管膜表面且均匀分布的碳纳米管。所述碳纳米管通过范德华力首尾相连。具体地，每一碳纳米管膜包括多个连续且定向排列的碳纳米管片段。该多个碳纳米管片段通过范德华力首尾相连。每一碳纳米管片段包括多个相互平行的碳纳米管，该多个相互平行的碳纳米管通过范德华力紧密结合。该碳纳米管片段具有任意的宽度、厚度、均匀性及形状。所述碳纳米管膜的厚度为0.5纳米～100微米，宽度与拉取该碳纳米管膜的碳纳米管阵列的尺寸有关，长度不限。当该增强结构12由碳纳米管膜组成，且增强结构12的厚度比较小时，例如小于10微米，该增强结构12有很好的透明度，其透光率可以达到90％以上，可以与透明的基础振膜14配合，用于制造一透明振动膜10。所述碳纳米管膜的具体结构及其制备方法请参见范守善等人于2007年2月9日申请的，于2008年8月13公开的第CN1012397122号中国大陆公开专利申请(碳纳米管膜结构及其制备方法，申请人：清华大学，鸿富锦精密工业(深圳)有限公司)。

当所述碳纳米管结构包括层叠设置的多层碳纳米管膜时，相邻两层碳纳米管膜中的择优取向排列的碳纳米管之间形成一交叉角度α，α大于等于0度小于等于90度(0°≤α≤90°)。所述多个碳纳米管膜之间或一个碳纳米管膜之中的相邻的碳纳米管之间具有一定间隙，从而在增强结构12中形成多个微孔，微孔的孔径约小于10微米。

由于从中拉取碳纳米管膜的碳纳米管阵列非常纯净，且由于碳纳米管本身的比表面积非常大，所以该碳纳米管膜本身具有较强的粘性。因此，该碳纳米管膜可利用自身的粘性直接粘结于该基础振膜14表面，无需通过粘结剂等额外的固定元件固定。

可以理解，上述碳纳米管膜中，碳纳米管以一定规则有序排列。因此，在该碳纳米管排列方向上，该碳纳米管膜能够充分利用碳纳米管轴向具有的较大强度及杨氏模量，从而使该碳纳米管膜沿其中碳纳米管的排列方向具有较大强度及杨氏模量。当将该碳纳米管膜形成一增强结构12设置于该基础振膜14表面，可根据基础振膜14需要增加强度及杨氏模量的位置及方向通过改变该碳纳米管膜122的铺设方向，改变该振动膜10不同方向上的强度及杨氏模量，从而适应不同扬声器的应用需要。

所述碳纳米管线状结构可包括至少一碳纳米管线。该碳纳米管线可以为非扭转的碳纳米管线或扭转的碳纳米管线。该非扭转的碳纳米管线为将上述从碳纳米管阵列中拉取获得的碳纳米管膜通过有机溶剂处理得到。该非扭转的碳纳米管线包括多个沿碳纳米管线长度方向排列的碳纳米管。具体地，该非扭转的碳纳米管线包括多个碳纳米管通过范德华力首尾相连且沿碳纳米管线轴向择优取向排列。该碳纳米管片段具有任意的长度、厚度、均匀性及形状。该非扭转的碳纳米管线长度不限，直径为0.5纳米-100微米。所述碳纳米管线的具体结构及制备方法请参见范守善等人于2002年9月16日申请的，于2008年8月20日公告的中国专利第CN100411979C号，以及于2005年12月16日申请的，于2007年6月20日公开的中国专利申请第CN1982209A号。

该扭转的碳纳米管线为采用一机械力将所述从碳纳米管阵列中拉取获得的碳纳米管膜两端沿相反方向扭转获得。该扭转的碳纳米管线包括多个绕碳纳米管线轴向螺旋排列的碳纳米管。具体地，该扭转的碳纳米管线包括多个碳纳米管通过范德华力首尾相连且沿碳纳米管线轴向呈螺旋状延伸。该碳纳米管片段具有任意的长度、厚度、均匀性及形状。该扭转的碳纳米管线长度不限，直径为0.5纳米-100微米。

由于该碳纳米管线为采用有机溶剂或机械力处理上述碳纳米管膜获得，该碳纳米管膜为自支撑结构，故该碳纳米管线为自支撑结构。另外，该碳纳米管线中相邻碳纳米管间存在间隙，故该碳纳米管线具有大量微孔，微孔的孔径约小于10微米。

所述碳纳米管线中碳纳米管基本沿该碳纳米管线的长度方向平行或螺旋排列，因此，该碳纳米管线在长度方向具有较大强度及杨氏模量。当将该碳纳米管线形成一增强结构12设置于该基础振膜14表面，可根据基础振膜14需要增加强度及杨氏模量的位置及方向来设计该碳纳米管线的铺设方向，改变该振动膜10不同方向上的强度及杨氏模量，从而适应不同扬声器的应用需求。

可以理解，由于上述碳纳米管结构具有自支撑性，可直接铺设于基础振膜14表面，且该碳纳米管结构包括均匀分布的碳纳米管，因此，由该自支撑的碳纳米管结构形成的振动膜避免了由粉末状碳纳米管形成振动膜时常见的碳纳米管团聚现象，使振动膜中增强结构的设置更为可控。

本发明第二实施例提供一种振动膜，其包括至少一增强结构以及至少一基础振膜。该增强结构设置于该基础振膜的至少一表面。

该第二实施例的振动膜与第一实施例的振动膜10结构基本相同，其区别在于，该增强结构为碳纳米管结构与另一种增强体形成的复合结构。

该复合结构可包括碳纳米管线状结构和碳纳米管膜中的至少一种与面状增强体和线状增强体中的至少一种的复合。该碳纳米管线状结构与第一实施例中的碳纳米管线状结构120具有相同结构，该碳纳米管膜与第一实施例的碳纳米管膜122具有相同的结构。

该复合结构可包括多个碳纳米管线状结构与多个线状增强体。请参阅图8～10，在所述振动膜20中，该多个碳纳米管线状结构220与多个线状增强体260相互平行且交替排列、相互交叉排列或相互编织形成一面状的增强结构22。

该线状增强体260可以包括棉线、其他纤维纺成的线、聚合物丝及金属丝中的一种或多种。该面状增强体可以包括聚合物膜、碳纤维膜、纤维素膜及纸中的一种或多种。可以理解，该多个碳纳米管线状结构220与该多个线状增强体260可相互编织形成一碳纳米管复合布，该碳纳米管复合布可作为增强结构22设置于基础振膜24表面。可以理解，该碳纳米管复合结构可包括碳纳米管膜及碳纳米管线状结构220中至少一种与面状增强体及线状增强体中至少一种的组合。该碳纳米管膜可与该线状增强体或面状增强体相互层叠，该线状增强体可相互并排、交叉、编织或盘绕于该碳纳米管膜至少一个表面。

请参阅图11～12，该增强结构22可包括至少一碳纳米管线状复合结构280，该碳纳米管线状复合结构280包括至少一碳纳米管线状结构220与至少一线状增强体260。该碳纳米管线状复合结构280可包括多个碳纳米管线状结构220与多个线状增强体260相互平行排列组成的束状结构，相互扭转组成的绞线结构。该碳纳米管线状复合结构280可以与上述第一实施例中碳纳米管线状结构120类似的方式设置于所述基础振膜240表面。

本发明第三实施例提供一种振动膜，其包括至少一增强结构以及至少一基础振膜。该增强结构设置于该基础振膜至少一表面。

该第三实施例的振动膜与第一实施例的振动膜10或第二实施例的振动膜20的结构基本相同，其区别在于，该增强结构包括一碳纳米管复合结构代替上述第一及第二实施例中的碳纳米管结构。该碳纳米管复合结构包括至少一碳纳米管结构与其他材料的复合。该碳纳米管结构包括至少一碳纳米管膜、至少一碳纳米管线状结构或其组合。该碳纳米管线状结构与第一实施例中的碳纳米管线状结构120具有相同结构，该碳纳米管膜与第一实施例的碳纳米管膜122具有相同的结构。

请参阅图13，该碳纳米管复合结构中，每一碳纳米管145表面均包覆至少一由其他材料形成的包覆层147。该其他材料可以包括金属、金刚石、碳化硼及陶瓷中的一种或多种。该金属可以为铁、钴、镍、钯、钛、铜、银、金及铂中的一种或多种。由于所述碳纳米管线状结构及碳纳米管膜具有大量微孔，气体可通过微孔渗入该碳纳米管线状结构及碳纳米管膜中，因此，该碳纳米管线状结构及碳纳米管膜可放置于一真空腔中，通过物理气相沉积、化学气相沉积、蒸镀或溅射的方法在碳纳米管线状结构及碳纳米管膜中每一碳纳米管表面均沉积形成至少一包覆层147。另外，由于碳纳米管导电，因此，可通过电镀或化学镀的方式在该碳纳米管线状结构及碳纳米管膜表面形成金属材料构成的包覆层147。另外，可通过多次重复上述步骤，在碳纳米管表面形成多个同心圆状的包覆层147。该包覆层147的厚度可以为1纳米～100纳米，优选为小于20纳米。

请参阅图14，本发明第四实施例提供一种振动膜30，其包括至少一增强结构32以及至少两基础振膜34。该增强结构32设置于该基础振膜34之间。

该第四实施例的振动膜30的增强结构32及基础振膜34与第一实施例至第三实施例中任一振动膜的增强结构及基础振膜结构相同，其区别在于，所述增强结构32夹于两基础振膜34之间，呈层状夹心结构。该增强结构32的面积可以与所述基础振膜34的面积相等，或者小于该基础振膜34的面积，且设置于该振动膜30需要增加强度及杨氏模量的位置。

该增强结构32的两个表面可直接与两基础振膜34接触，或通过粘结剂与该基础振膜34结合。进一步地，该层状夹心结构可经过一热压步骤，使该增强结构32中与两基础振膜34或粘结剂接触的碳纳米管部分渗透或嵌入该基础振膜34或粘结剂中，从而使增强结构32与该基础振膜34更牢固的结合。

可以理解，所述振动膜30可包括多个增强结构32及多个基础振膜34相互叠加形成多层夹心结构，该增强结构32设置于相邻的两个基础振膜34之间。

该增强结构32包括至少一碳纳米管结构、至少一碳纳米管复合结构或其组合，该碳纳米管结构与第一实施例中的碳纳米管结构具有相同的结构。该碳纳米管复合结构与第二实施例或第三实施例中的碳纳米管复合结构具有相同的结构。

可以理解，虽然上述各实施例图示(如图1，2，5～10及14)中的振动膜均为矩形结构，但实际应用时可根据具体需要将该振动膜切割成圆形，椭圆形或其他形状，以适用于不同扬声器。因此，上述实施例的振动膜的形状均不限。

请参阅图15及图16，本发明实施例进一步提供一应用上述第一至第三实施例中振动膜的扬声器40。其包括一支架402、一磁场系统404、一音圈406、一音圈骨架408、一振动膜410以及一定心支片412。

所述支架402固定于所述磁场系统404。所述音圈406收容于所述磁场系统404，并设置在所述音圈骨架408外表面。所述振动膜410或定心支片412的一端固定于所述支架402，另一端固定在音圈骨架408上。

所述支架402为一端开口的圆台形结构，其具有一空腔415及一底部414。该空腔415容设所述振动膜410以及定心支片412。该底部414还具有一中心孔413，用于套设所述磁场系统404，使该支架402通过底部414与磁场系统404相对固定。

所述磁场系统404包括一导磁下板416、一导磁上板418、一磁体420及一导磁芯柱422，所述磁体420相对的两端分别由同心设置的导磁下板416及导磁上板418所夹持。所述导磁上板418及磁体420均为环状结构，所述导磁上板418及磁体420在所述磁场系统404中围成一柱形空间。所述导磁芯柱422容置于所述柱形空间并穿过所述中心孔413。该导磁芯柱422自所述导磁下板416往导磁上板418延伸而出且与所述磁体420形成一环形磁场间隙424用于容置所述音圈406。所述磁场间隙424中具有一定磁感应密度的恒磁场。该磁场系统404通过所述导磁上板418与底部414固接，其连接方法可以为螺接、配合固定、粘结等等。在本实施例中，该导磁上板418与底部414通过螺接固定。

所述设置在音圈骨架408上的音圈406容置于所述磁场间隙424中，其为扬声器40的驱动单元，该音圈406为较细的导线在所述音圈骨架408上绕制而形成，优选地，所述导线可为漆包线。当所述音圈406接收到音频电信号时，该音圈406产生随音频电信号的强度变化而变化的磁场，此变化的磁场与磁场间隙424中的由磁场系统404产生的磁场之间发生相互作用，迫使该音圈406产生振动。

所述音圈骨架408为中空柱形结构，其与所述导磁芯柱422同心设置且间隔套设在所述导磁芯柱422。所述音圈骨架408可收容于所述磁场间隙424中。该音圈骨架408的外表面与所述音圈406固接，且其远离所述磁场系统404的一端固结在所述振动膜410的中心位置，从而当所述音圈骨架408随音圈406振动时，带动所述振动膜410振动，从而使所述振动膜410周围的空气运动，产生声波。

所述振动膜410为所述扬声器40的发声单元。该振动膜410的形状不限，与其具体应用有关，如当所述振动膜410应用于大型扬声器40时，该振动膜410可为一空心圆锥体结构；当所述振动膜410应用于微型扬声器40时，该振动膜410可为一圆片状结构或方片状结构。所述振动膜410的顶端与所述音圈骨架408通过粘结的方式固结，其另一端的外缘与所述支架402活动连接。本实施例中，该振动膜410为一空心圆锥体结构。该振动膜410为上述第一实施例至第四实施例中振动膜中的任意一种。

所述定心支片412为一波浪形环状结构，其由多个同心圆环组成。该定心支片412的内缘套设在所述音圈骨架408上，用于支持所述音圈骨架408，该定心支片412的外缘固定在所述定心支架402靠近所述中心孔413的一端。该定心支片412具有大的径向刚性和小的轴向刚性，从而使所述音圈406在所述磁场空隙424中自由地上下移动而不做横向移动，避免该音圈406与磁场系统404碰触。

可以理解，所述扬声器40并不限于上述结构，任何应用本发明提供的振动膜的扬声器40均在本发明保护范围内。

由于碳纳米管具有优异的机械强度及杨氏模量及较小的密度，所述的振动膜由于采用自支撑结构的碳纳米管结构，且碳纳米管在碳纳米管结构中通过范德华力首尾相连，从而使碳纳米管结构的强度较大。另外，该自支撑的碳纳米管结构为从一碳纳米管阵列中拉取获得，碳纳米管在该碳纳米管结构中均匀分布，因此，该自支撑的碳纳米管结构可通过铺设的方式设置于该基础振膜表面，避免了碳纳米管的团聚现象，进而使所述扬声器具有较好的发声效果。进一步地，由于碳纳米管在该碳纳米管结构中以一定规则有序排列，从而可以在振动膜中使碳纳米管沿需要增强强度及杨氏模量的方向排列，充分发挥了碳纳米管轴向强度及杨氏模量高的特点。

另外，本领域技术人员还可在本发明精神内做其他变化，当然，这些依据本发明精神所做的变化，都应包含在本发明所要求保护的范围之内。

Claims (22)

1.一种振动膜，包括：基础振膜及增强结构层叠设置，其特征在于，该增强结构由至少一自支撑的碳纳米管结构组成，该碳纳米管结构包括多个碳纳米管通过范德华力首尾相连。

2.如权利要求1所述的振动膜，其特征在于，所述振动膜包括多个基础振膜与多个增强结构连续交替地层叠设置。

3.如权利要求1所述的振动膜，其特征在于，所述增强结构直接与所述基础振膜贴合，或通过粘结剂与所述基础振膜结合。

4.如权利要求3所述的振动膜，其特征在于，所述增强结构中与所述基础振膜接触的碳纳米管部分渗入或嵌入所述基础振膜中。

5.如权利要求1所述的振动膜，其特征在于，所述碳纳米管结构包括至少一碳纳米管膜、至少一碳纳米管线状结构或其组合。

6.如权利要求5所述的振动膜，其特征在于，所述碳纳米管膜包括多个碳纳米管基本平行于碳纳米管膜的表面，该多个碳纳米管通过范德华力首尾相连且基本沿同一方向择优取向排列。

7.如权利要求5所述的振动膜，其特征在于，所述碳纳米管线状结构包括一碳纳米管线、多个碳纳米管线相互平行排列或多个碳纳米管线扭转排列。

8.如权利要求7所述的振动膜，其特征在于，所述碳纳米管线包括多个通过范德华力首尾相连的碳纳米管，该多个碳纳米管基本沿所述碳纳米管线轴向择优取向排列。

9.如权利要求5所述的振动膜，其特征在于，所述碳纳米管结构包括多个碳纳米管膜相互层叠或相互并排设置。

10.如权利要求5所述的振动膜，其特征在于，所述至少一线状碳纳米管结构盘绕设置于所述基础振膜表面。

11.如权利要求5所述的振动膜，其特征在于，所述碳纳米管结构包括多个线状碳纳米管结构相互并排、相互交叉或相互编织。

12.如权利要求5所述的振动膜，其特征在于，所述碳纳米管结构包括至少一碳纳米管线状结构依照预定图形设置于所述基础振膜表面。

13.如权利要求12所述的振动膜，其特征在于，所述碳纳米管结构包括一个碳纳米管线状结构围绕成环形设置于所述基础振膜表面。

14.如权利要求12所述的振动膜，其特征在于，所述碳纳米管结构包括多个碳纳米管线状结构沿所述基础振膜中心呈放射状设置于所述基础振膜表面。

15.一种振动膜，包括：

基础振膜及增强结构层叠设置，其特征在于，该增强结构为至少一自支撑的碳纳米管结构以及至少一增强体组成的复合结构，该自支撑的碳纳米管结构包括多个碳纳米管通过范德华力首尾相连。

16.如权利要求15所述的振动膜，其特征在于，所述碳纳米管结构包括碳纳米管膜及碳纳米管线状结构中至少一种，所述增强体包括面状增强体及线状增强体中至少一种。

17.如权利要求16所述的振动膜，其特征在于，所述增强结构包括多个碳纳米管线状结构，及多个线状增强体相互平行且交替排列、相互交叉排列或相互编织。

18.如权利要求16所述的振动膜，其特征在于，所述增强结构为碳纳米管膜和增强体层叠设置。

19.一种振动膜，包括：

基础振膜及增强结构层叠设置，其特征在于，该增强结构包括至少一自支撑的碳纳米管复合结构，该碳纳米管复合结构包括多个碳纳米管通过范德华力首尾相连，该碳纳米管表面包覆至少一包覆层。

20.如权利要求19所述的振动膜，其特征在于，所述包覆层为金属、金刚石、碳化硼及陶瓷中的一种或多种。

21.一种振动膜，其包括：

基础振膜及增强结构层叠设置，该增强结构包括多个碳纳米管，

其特征在于，该多个碳纳米管通过范德华力首尾相连的设置于该增强结构中。

22.一种扬声器，包括：

一音圈骨架；

一音圈，该音圈缠绕在所述音圈骨架一端的外围；

一振动膜，该振动膜与所述音圈骨架相连接；以及

一磁场系统，该磁场系统具有一磁场间隙，所述音圈设置在该磁场间隙中；

其特征在于：该振动膜包括基础振膜及增强结构层叠设置，该增强结构由至少一自支撑的碳纳米管结构组成，该碳纳米管结构包括多个碳纳米管通过范德华力首尾相连。

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