CN116074705A - 发声装置的振膜及发声装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种发声装置的振膜及发声装置，振膜包括至少一层改性硅氧烷聚合物膜层，改性硅氧烷聚合物膜层由无机空心微珠、添加剂和硅氧烷聚合物混炼形成混炼胶后进行交联反应制备而成；其中，无机空心微珠的粒径为1μm～60μm，改性硅氧烷聚合物膜层中的无机空心微珠的分布密度为0.15g/cm³～0.9g/cm³，改性硅氧烷聚合物膜层在23℃环境下，拉伸应力为0.1Mpa、拉伸时间为10min的条件下拉伸的最大蠕变值≤16％。本申请通过将无机空心微珠、添加剂和硅氧烷聚合物混炼形成混炼胶后，进行交联反应制备形成改性硅氧烷聚合物膜层，并以此作为振膜材料，不仅能够降低振膜材料的密度，提升发声装置的中频灵敏度，而且使得振膜材料具有优异的抗蠕变性能。

Description

发声装置的振膜及发声装置

技术领域

本申请涉及电声技术领域，更具体地，涉及一种发声装置的振膜及使用该振膜的发声装置。

背景技术

随着对扬声器的高功率化、防水性能以及高音质等要求的提高，橡胶材质的振膜在扬声器领域也得到了广泛应用。然而，由于橡胶材质的振膜密度大(≥1.2g/cm³)，厚度较厚，会导致振膜质量大，使得橡胶材质的振膜在振动系统中振动质量高，会导致发声装置的中频Fr(频率响应)低。

此外，常规硅橡胶的振膜材料的抗蠕变性能一般，在特定条件下形变大且不易恢复，即该材质的振膜在长久使用或者极端环境下会影响其使用效果。

因此，需要一种新的技术方案，以解决上述问题。

发明内容

本申请的一个目的在于提供一种发声装置的振膜。

本申请的另一个目的在于提供上述振膜组成的发声装置。

为了实现以上目的，本申请提供了以下技术方案。

根据本申请第一方面实施例的发声装置的振膜，所述振膜包括至少一层改性硅氧烷聚合物膜层，所述改性硅氧烷聚合物膜层由无机空心微珠、添加剂和硅氧烷聚合物混炼形成混炼胶后进行交联反应制备而成；其中，所述无机空心微珠的粒径为1μm～60μm，所述改性硅氧烷聚合物膜层中的所述无机空心微珠的分布密度为0.15g/cm³～0.9g/cm³，所述改性硅氧烷聚合物膜层在23℃环境下，拉伸应力为0.1Mpa、拉伸时间为10min的条件下拉伸的最大蠕变值≤16％。

根据本申请的一些实施例，所述改性硅氧烷聚合物膜层的玻璃化转变温度≤-50℃。

根据本申请的一些实施例，所述无机空心微珠的含量占所述混炼胶总量的5wt％～47wt％。

根据本申请的一些实施例，所述无机空心微珠的抗压强度≥10MPa。

根据本申请的一些实施例，所述改性硅氧烷聚合物膜层的密度为0.5g/cm³～1.1g/cm³。

根据本申请的一些实施例，所述改性硅氧烷聚合物膜层的室温储能模量为0.5MPa～35MPa。

根据本申请的一些实施例，所述改性硅氧烷聚合物膜层在室温下的损耗因子＞0.08。

根据本申请的一些实施例，所述添加剂包括交联剂和补强剂，其中，所述交联剂为过氧化物和含氢硅油中的至少一种；所述补强剂为炭黑、二氧化硅、碳酸钙、硫酸钡、有机蒙脱土、不饱和羧酸金属盐、滑石粉、陶土、云母粉、长石粉、硫酸盐类、磁粉和硅藻土中的至少一种。

根据本申请的一些实施例，所述交联剂的含量占所述混炼胶的0.5wt％～5.2wt％，所述补强剂的含量占所述混炼胶的3wt％～69wt％。

根据本申请的一些实施例，所述振膜为单层结构，所述振膜由一层所述改性硅氧烷聚合物膜层构成。

根据本申请的一些实施例，所述振膜为复合层结构，所述振膜还包括由热塑性弹性体、工程塑料和热固性弹性体中的一种或者多种制成的膜层。

根据本申请第二方面实施例的发声装置，包括振动系统以及与所述振动系统相配合的磁路系统，所述振动系统包括振膜和结合在所述振膜一侧的音圈，所述磁路系统驱动所述音圈振动以带动所述振膜发声，所述振膜为根据本申请上述实施例的所述振膜。

根据本申请第三方面实施例的发声装置，包括壳体以及设在所述壳体内的磁路系统和振动系统，所述振动系统包括音圈、第一振膜和第二振膜，所述音圈的顶部与所述第一振膜相连，所述磁路系统驱动所述音圈振动以带动所述第一振膜发声，所述第二振膜的两端分别与所述壳体和所述音圈的底部相连，所述第二振膜为根据本申请上述实施例的所述振膜。

根据本申请实施例的发声装置的振膜，通过将无机空心微珠、添加剂和硅氧烷聚合物混炼形成混炼胶后，进行交联反应制备形成改性硅氧烷聚合物膜层，并以此作为振膜材料，不仅能够降低振膜材料的密度，提升发声装置的中频灵敏度，而且使得振膜材料具有优异的抗蠕变性能，有效地保证了振膜的使用效果和发声装置的声学稳定性。

通过以下参照附图对本申请的示例性实施例的详细描述，本申请的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本申请的实施例，并且连同其说明一起用于解释本申请的原理。

图1为根据本申请实施例的发声装置的振膜的改性硅氧烷聚合物膜层与常规硅橡胶膜层的蠕变值对比曲线；

图2为根据本申请实施例的发声装置的振膜的改性硅氧烷聚合物膜层和常规硅橡胶膜层的损耗因子随温度变化曲线；

图3为根据本申请实施例的发声装置的振膜的不同部位在不同频率下振动位移的测试曲线；

图4为常规硅橡胶振膜的不同部位在不同频率下振动位移的测试曲线；

图5为根据本申请实施例的发声装置的振膜的不同密度的改性硅氧烷聚合物膜层的中频Fr曲线；

图6为根据本申请实施例的发声装置的振膜的改性硅氧烷聚合物膜层的拉伸曲线；

图7为根据本申请实施例的发声装置的整体结构示意图；

图8为根据本申请实施例的发声装置的局部结构示意图；

图9为根据本申请实施例的发声装置的剖面图；

图10为根据本申请实施例的发声装置的爆炸图。

附图标记

发声装置100；

壳体10；音圈11；第一振膜12；第二振膜13；磁路系统14；

振膜15；折环部151；球顶部152。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本申请的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本申请的范围。

以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本申请及其应用或使用的任何限制。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。

在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

下面结合附图具体描述根据本申请实施例的发声装置的振膜。

根据本申请实施例的发声装置的振膜，振膜包括至少一层改性硅氧烷聚合物膜层，改性硅氧烷聚合物膜层由无机空心微珠、添加剂和硅氧烷聚合物混炼形成混炼胶后进行交联反应制备而成。其中，无机空心微珠的粒径为1μm～60μm，无机空心微珠的分布密度为0.15g/cm³～0.9g/cm³，改性硅氧烷聚合物膜层在23℃环境下，拉伸应力为0.1Mpa、拉伸时间为10min的条件下拉伸的最大蠕变值≤16％。

根据本申请实施例的发声装置的振膜由至少一层改性硅氧烷聚合物膜层构成。具体地，本申请中的振膜可以为单层结构，也可以为多层复合结构。当振膜为单层结构时，即振膜由一层本申请的改性硅氧烷聚合物膜层制成。当振膜为多层复合结构时，振膜包括至少一层改性硅氧烷聚合物膜层，振膜中的改性硅氧烷聚合物膜层与其他材料的膜层复合而成。可选地，当振膜中含有多层改性硅氧烷聚合物膜层时，相邻的两层改性硅氧烷聚合物膜层之间可以间隔设置，即相邻的两层改性硅氧烷聚合物膜层之间也可以设置其他材料的膜层，当然相邻的两层改性硅氧烷聚合物膜层之间也可以贴合设置，可以根据实际的使用需求选择设置，本申请对此不作具体限制。

具体地，硅氧烷聚合物可以形成硅橡胶，或者是氟硅橡胶。硅橡胶可以为包括硅氧主链和侧链基团组成的线性聚合物。硅氧烷聚合物的化学式可以为下式式(Ⅰ)。

式(Ⅰ)中：侧链基团带有乙烯基的单元为甲基乙烯基硅氧烷单元，其中，n，m为自然数，R、R＇、R＇＇为甲基、乙烯基、氟烷基、氟芳基、亚烃基、芳基或者亚芳基中的至少一种。

其中，通过向硅氧烷聚合物中加入无机空心微珠可以对硅橡胶材料进行改性，改性硅氧烷聚合物膜层是由改性后的硅橡胶制成。具体地，通过将无机空心微珠、添加剂和硅氧烷聚合物混炼后，能够形成混炼胶，混炼胶硫化后能够形成改性硅橡胶。也就是说，硅氧烷聚合物能够形成硅橡胶，硅橡胶相当于振膜材料的基材，无机空心微珠和硅氧烷聚合物经过混炼过程后，无机空心微珠可以分散在基材中。由于无机空心微珠的密度小于橡胶的密度，通过向橡胶中加入无机空心微珠，能够降低改性硅氧烷聚合物膜层的密度，得到低密度的振膜。

在本申请的添加无机空心微珠的振膜材料(改性硅氧烷聚合物膜层)与现有技术中未添加无机空心微珠的硅橡胶振膜材料(常规硅橡胶膜层)具有相同硬度的条件下，本申请的振膜具有更低的振膜密度，能够降低振膜体系的振动质量。将本申请的改性硅氧烷聚合物膜层制成的振膜应用到发声装置上，从而使得发声装置具有更高的中频灵敏度。

无机空心微珠是一种中空、薄壁、坚硬、轻质的球体，其具有较高的强度密度比。本申请的发声装置的振膜添加有无机空心微珠，能够有效地降低橡胶的密度和重量，从而使得振膜的整体重量减轻，降低振动系统的振动质量，提升了发声装置的灵敏度。无机空心微珠可以为空心玻璃微珠、空心陶瓷微珠等。其中，空心玻璃微珠的主要成分为硼硅酸盐，其具有较高的耐温性。

将无机空心微珠加入硅氧烷聚合物中，其在橡胶表面能够形成一层致密的保护层，阻碍氧气分子的渗入，有效提升了改性硅氧烷聚合物膜层的耐老化性。并且，无机空心微珠具有较高的抗压强度，可以保证无机空心微珠在混炼过程不被挤压破碎，在保证无机空心微珠在基材中均匀分散的同时，还保证了对改性硅氧烷聚合物膜层密度的降低。

进一步地，无机空心微珠的粒径在1μm～60μm范围内可选择，优选5μm～30μm，例如，无机空心微珠的粒径可以是1μm、5μm、10μm、20μm、30、40μm、50μm或者60μm。也就是说，可以根据振膜厚度的不同来选择不同粒径的无机空心微珠，以保证无机空心微珠在基材中均匀分散。

此外，随着无机空心微珠尺寸的减小，改性硅氧烷聚合物膜层中的无机空心微珠的分布密度会呈现增大的趋势，通过选择合适的无机空心微珠的尺寸，可以将改性硅氧烷聚合物膜层中的无机空心微珠的分布密度控制在0.15g/cm³～0.9g/cm³的范围内，例如，无机空心微珠的分布密度可以为：0.15g/cm³、0.2g/cm³、0.35g/cm³、0.5g/cm³、0.6g/cm³、0.7g/cm³、0.8g/cm³或者0.9g/cm³。为保证无机空心微珠可以有效降低振膜密度，无机空心微珠的分布密度优选为0.35g/cm³～0.8g/cm³。

改性硅氧烷聚合物膜层在23℃环境下，拉伸应力为0.1Mpa、拉伸时间为10min的条件下拉伸的最大蠕变值≤16％。

具体而言，改性硅氧烷聚合物膜层在一定条件下拉伸的最大蠕变值≤16％。具体拉伸条件可以是23℃环境下，拉伸应力为0.1Mpa、拉伸时间为10min。

需要说明的是，蠕变指的是材料在恒载下(外界载荷不变)的情况下，变形程度随时间增加的现象。蠕变反映的是材料在载荷下的流变性质，即受载后的流动。对于塑料和其他高分子材料而言反映了其内在的粘弹性。而且材料的蠕变性还反映了材料在温度变化下，自身的稳定情况。另外，在规定的时间和温度内，到达规定蠕变变形量或蠕变速率时能承受的最大应力为蠕变极限，反应了材料抗高温变形的能力。

由于无机空心微珠加入硅氧烷聚合物中，无机空心微珠表面的羟基与硅氧烷聚合物分子链中的Si-O基团能够形成氢键，并且无机空心微珠能够与橡胶分子链形成有效的缠扰结构，从而减少了硅橡胶分子间的滑移，使改性硅氧烷聚合物膜层抵抗变形的能力提高，有效降低了改性硅氧烷聚合物膜层的蠕变值。

测试指标：蠕变性

通过将改性硅氧烷聚合物膜层和未添加无机空心微珠的硅橡胶膜层在23℃环境下，拉伸应力为0.1Mpa、拉伸时间为10min的条件下进行拉伸得到蠕变曲线。此处的无机空心微珠选为空心玻璃微珠，需要说明的是，空心玻璃微珠为无机空心微珠的一种，采用空心玻璃微珠或者是其它无机空心微珠，都同样能够体现无机空心微珠在材料中所起到的作用。

如图1所示，本申请的改性硅氧烷聚合物膜层的蠕变曲线在未添加无机空心微珠的硅橡胶膜层(常规硅橡胶膜层)的蠕变曲线的下方，同等试验条件下，本申请的改性硅氧烷聚合物膜层的蠕变值明显小于未添加无机空心微珠的硅橡胶膜层(常规硅橡胶膜层)的蠕变值。也就是说，本申请的改性硅氧烷聚合物膜层具有更佳的抵抗形变的能力，能够有效地保证振膜的使用效果，进而保证发声装置的声学性能。

由此，根据本申请实施例的发声装置的振膜，通过将无机空心微珠、添加剂和硅氧烷聚合物混炼形成混炼胶后，进行交联反应制备形成改性硅氧烷聚合物膜层，并以此作为振膜材料，不仅能够降低振膜材料的密度，提升发声装置的中频灵敏度，而且使得振膜材料具有优异的抗蠕变性能，有效地保证了振膜的使用效果和发声装置的声学稳定性。

根据本申请的一个实施例，无机空心微珠的抗压强度≥10MPa。

也就是说，无机空心微珠具有较高的抗压强度，不仅可以保证无机空心微珠在混炼过程不被挤压破碎，而且将其加入硅氧烷聚合物中，可以有效提高改性硅氧烷聚合物膜层的拉伸强度。在振膜具有较高的机械强度时，可以保证振膜在极限环境中不会因为推动力过大，而出现被过度拉伸的现象，进一步保证了振膜的使用效果。

在本申请的一些具体实施方式中，无机空心微珠的含量占混炼胶总量的5wt％～47wt％。

也就是说，可以在硅氧烷聚合物中添加占混炼胶总量的5wt％～47wt％的无机空心微珠来制备改性硅氧烷聚合物膜层。随着无机空心微珠添加量的增大，改性硅氧烷聚合物膜层的密度降低，可以通过对无机空心微珠密度的添加量的控制，来得到所需性能的振膜材料。无机空心微珠的含量可以是5wt％～47wt％之间的任意数值，例如，无机空心微珠的含量可以为5wt％、10wt％、15wt％、20wt％、30wt％、40wt％或者47wt％。

需要说明的是，由于无机空心微珠密度远小于橡胶的密度，因此随着无机空心微珠的添加量的增高，橡胶材料的密度将显著下降。具体地，当无机空心微珠含量较低时(小于5wt％)，对振膜材料的密度影响不大，振膜仍然具有较大的密度。当无机空心微珠含量过高时(大于47wt％)，由于其力学强度过高，导致制备的振膜在相同的推动力下，所能达到的最大振幅降低，使得发声装置的低频Fr降低。并且，过量的添加无机空心微珠会使得改性硅氧烷聚合物膜层的密度大幅度降低，所制备的振膜断裂伸长率和强度较低，容易出现塌陷、破膜等可靠性问题。

由此，通过采用添加占混炼胶总量5wt％～47wt％的无机空心微珠所制备的改性硅氧烷聚合物膜层为振膜材料，可以同时兼顾振膜的密度和强度，有效保证了振膜优良的中频性能和低频性能。

根据本申请的一个实施例，改性硅氧烷聚合物膜层拉断时的拉伸强度为2MPa～45MPa，撕裂强度为15N/mm～100N/mm。

也就是说，通过向硅氧烷聚合物中添加无机空心微珠来形成低密度橡胶振膜材料，当将振膜材料拉断时，其拉伸强度能够控制在2MPa～45MPa的范围内，撕裂强度能够控制在15N/mm～100N/mm的范围内。例如，改性硅氧烷聚合物膜层的拉伸强度可以为2MPa、6MPa、10MPa、16MPa、20MPa、25MPa、30MPa、40MPa或者45MPa。改性硅氧烷聚合物膜层的撕裂强度可以为15N/mm、30N/mm、45N/mm、50N/mm、70N/mm、90N/mm或者100N/mm。即改性硅氧烷聚合物膜层能够具有合适的力学性能，由其制备的振膜，在发声装置的使用过程中，不易出现破膜等问题，有效地保证振膜使用的可靠性。

根据本申请的一个实施例，改性硅氧烷聚合物膜层的室温储能模量为0.5MPa～35MPa。通过向硅氧烷聚合物中添加无机空心微珠来形成低密度橡胶振膜材料，改性硅氧烷聚合物膜层的室温储能模量能够在0.5MPa～35MPa范围内，能够保证振膜具有良好的回弹性。

也就是说，采用该改性硅氧烷聚合物膜层制备的振膜具有优异的阻尼性能和回弹性，振动系统在振动发声过程中能有效抑制偏振现象，振动系统的一致性更佳。本申请的振膜的各个部分的振动一致性更好，有效降低了发声装置的失真。

在本申请的一些具体实施方式中，改性硅氧烷聚合物膜层的硬度为35A～80A。

需要说明的是，发声装置可以是扬声器。该扬声器包括振动系统和与振动系统相互配合的磁路系统，振动系统包括本申请提供的振膜，振膜可以为折环振膜或者平板振膜。采用本申请的振膜的扬声器具有发声效果好、耐用性良好等优点。

在本申请的一个具体实施例中，当将振膜材料的硬度控制在35A～80A的范围内，室温储能模量在0.5MPa～35MPa的范围内时，扬声器的F0的能够达到500Hz～1500Hz，从而使得扬声器具有优良的低频性能。

在本申请的一些具体实施方式中，改性硅氧烷聚合物膜层的玻璃化转变温度≤-50℃。

也就是说，通过向硅氧烷聚合物中添加无机空心微珠来形成低密度橡胶振膜材料，再通过对无机空心微珠的添加量进行调节，能够将改性硅氧烷聚合物膜层的玻璃化转变温度控制在≤-50℃。优选地，改性硅氧烷聚合物膜层的玻璃化转变温度可以≤-55℃。例如，改性硅氧烷聚合物膜层的玻璃化转变温度可以为-50℃、-52℃、-55℃等。

由此，通过将改性硅氧烷聚合物膜层的玻璃化转变温度控制在≤-50℃，能够使得该振膜在常温下能够保持高弹态，使得振膜具有良好的回弹性。在振膜的使用温度低于0℃时，扬声器振膜工作时可以一直保持较好的橡胶弹性，从而扬声器表现出较高的音质。同时，降低了在低温环境中扬声器振膜破坏的风险，可靠性更高。并且，具有较低的玻璃化转变温度的振膜，能够使得振膜材料在高于玻璃化转变温度工作时，振膜材料的模量一致性高，由该振膜材料制备的振膜的F0在全温域具有更优良的稳定性。

在本申请的一些具体实施方式中，改性硅氧烷聚合物膜层在室温下的损耗因子＞0.08。

需要说明的是，室温下常规硅橡胶振膜材料处于高弹态，分子链易于运动，但由于其分子极性小，分子链柔顺、空间位阻较小，常规硅橡胶和氟硅橡胶的阻尼较低。由于常规硅橡胶材料振膜的阻尼低，其损耗因子一般小于0.08，阻尼性较小。

如图2所示，而本申请的改性硅氧烷聚合物膜层中有无机空心微珠的加入，无机空心微珠表面的羟基与硅橡胶分子链中的Si-O基团形成氢键，并且无机空心微珠与橡胶分子链之间能够形成有效的缠扰结构，增加了分子链运动时所需要消耗的能力，导致改性硅氧烷聚合物膜层具有较好的阻尼性能，其室温下损耗因子大于0.08，优选大于0.1，本申请的改性硅氧烷聚合物膜层具有优异的阻尼性能，使振膜具有更低的阻抗值。

由此，具有较高的阻尼值的振膜材料制备的振膜具有较低的阻抗曲线，能够提高改性硅氧烷聚合物膜层的阻尼性，振动系统在振动发声过程中能有效抑制偏振现象，振动系统的一致性更佳。

此外，损耗因子可以与振膜的厚度相配合，可以进一步优化振膜的性能。通常损耗因子越高，材料的阻尼性越好，振膜材料的阻尼性提升有利于减少振动过程中的偏振，降低产品失真，提升听音良率。例如，损耗因子可以为0.08、0.09、0.10、0.11、0.12或者0.19等。

需要要说明的是，损耗因子测试方法可以为常规的测试方法，例如：通过动态机械测试DMA测定得到，按照ASTM D5026-15标准测定，拉伸夹具，测试温度范围-50℃～100℃，升温速率3℃/min

进一步地，本申请的振膜具有优异的阻尼性能，如图1所示，其中，振膜可以为矩形折环振膜。横坐标为频率(Hz),纵坐标为响度位移量(mm)。分别在振膜的中心部的边缘位置以及中心位置取点进行测试，得到振膜的不同部位在不同频率下振动位移的测试曲线。此处的无机空心微珠选为空心玻璃微珠，需要说明的是，空心玻璃微珠为无机空心微珠的一种，采用空心玻璃微珠或者是其它无机空心微珠，都同样能够体现无机空心微珠在材料中所起到的作用。

添加无机空心微珠的振膜材料对振膜的阻尼性的影响如下：

如图3所示，图3为本申请的改性硅氧烷聚合物膜层不同部位在不同频率下振动位移的测试曲线。图3中的各个曲线集中分布，这表明，本申请的发声装置的振膜的各个部分的振动一致性更好，在振动过程中，振膜的摇摆少，音质和听音稳定性更加优良。

如图4所示，图4是常规硅橡胶振膜不同部位在不同频率下振动位移的测试曲线，图4中的各个曲线较为分散，波动性大。因此，采用本申请的振膜材料制成的振膜的振动一致性更好，保证了发声装置的声学性能。

根据本申请的一个实施例，改性硅氧烷聚合物膜层的密度为0.5g/cm³～1.1g/cm³。

也就是说，通过向硅氧烷聚合物中添加无机空心微珠来形成低密度橡胶振膜材料，再通过对无机空心微珠的添加量进行调节，能够将改性硅氧烷聚合物膜层的密度控制在0.5g/cm³～1.1g/cm³。例如，改性硅氧烷聚合物膜层的密度可以是0.5g/cm³、0.7g/cm³、0.8g/cm³、0.9g/cm³、1g/cm³或者1.1g/cm³。由此，通过上述设置，可以对改性硅氧烷聚合物膜层减重30％-50％，起到很好的减重效果，大大提升了振膜的发声灵敏度。

表一示出了不同添加量的无机空心微珠对硅橡胶膜层密度的影响。此处的无机空心微珠选为空心玻璃微珠，需要说明的是，空心玻璃微珠为无机空心微珠的一种，采用空心玻璃微珠或者是其它无机空心微珠，都同样能够体现无机空心微珠在材料中所起到的作用。

如表一所示，随着无机空心微珠的添加量的增加，硅橡胶膜层的密度逐渐降低。

振膜材料中无机空心微珠的含量对振膜的密度的影响如下：

表一

空心玻璃微珠添加量(wt％)	0	5	10	40	47
						<![CDATA[橡胶密度(g/cm<sup>3</sup>)]]>	1.15	1.07	0.95	0.61	0.49

其中，还需要说明的是，当低密度橡胶密度较低时(＜0.5g/cm³)，其无机空心微珠含量较高，所制备的振膜断裂伸长率和强度低，容易出现塌陷、破膜等可靠性问题。当无机空心微珠含量较低，振膜密度较大(＞1g/cm³)，在相同厚度下，本申请所制备的振膜与常规硅橡胶振膜相比较，减重比例较小，对发声装置的中频Fr提高不明显。

振膜材料中无机空心微珠的含量对振膜的中频Fr的影响如下：

如图5所示，选取密度为0.5g/cm³、0.8g/cm³、1g/cm³、1.2g/cm³的改性硅氧烷聚合物膜层制成振膜应用到发声装置中，通过对不同密度的振膜的发声装置的中频Fr进行测试，随着振膜密度的增加，具有其的发声装置的中频性能逐渐降低。也就是说，通过向硅橡胶中添加无机空心微珠形成的改性硅氧烷聚合物膜层，能够降低振膜的密度，提升发声装置的中频性能。此处的无机空心微珠选为空心玻璃微珠，需要说明的是，空心玻璃微珠为无机空心微珠的一种，采用空心玻璃微珠或者是其它无机空心微珠，都同样能够体现无机空心微珠在材料中所起到的作用。

根据本申请的一个实施例，添加剂包括交联剂和补强剂。其中，交联剂为过氧化物和含氢硅油中的至少一种；补强剂为炭黑、二氧化硅、碳酸钙、硫酸钡、有机蒙脱土、不饱和羧酸金属盐、滑石粉、陶土、云母粉、长石粉、硫酸盐类、磁粉和硅藻土中的至少一种。

在本申请的一些具体实施方式中，交联剂的含量占混炼胶的0.5wt％～5.2wt％，补强剂的含量占混炼胶的3wt％～69wt％。

其中，交联剂的含量占混炼胶的0.5wt％～5.2wt％，优选1wt％～3wt％。交联剂的用量直接决定交联程度，当交联剂在体系中含量低于0.5wt％时，橡胶的交联程度较低，力学强度低下，材料的力学性能难以满足产品需求。而当交联剂含量大于5.2wt％时，橡胶的交联程度较高，材料的断裂伸长率较低，材料韧性不足，在长期使用过程容易脆化断裂。

补强剂的含量占混炼胶的3wt％～69wt％，补强剂通过与橡胶分子链通过相互之间的缠扰、范德华力或氢键形成界面之间的互作用，材料受力时，分子链比较容易在补强剂表面上滑动，但不易和补强剂脱离，橡胶分子与补强剂构成了一种能够滑动的强固的键，力学强度增大。而过量的补强剂导致材料的拉伸强度显著增大，断裂伸长率急剧下降，无法满足产品需求。

根据本申请的一个实施例，振膜为单层结构，振膜由一层改性硅氧烷聚合物膜层构成。

在本申请的一些具体实施方式中，振膜为复合层结构，振膜还包括由热塑性弹性体、工程塑料和热固性弹性体中的至少一种制成的膜层。

也就是说，当振膜为复合振膜时，其包括至少一层改性硅氧烷聚合物膜层。可以包括一层改性硅氧烷聚合物膜层，也可以包括多层改性硅氧烷聚合物膜层，多层改性硅氧烷聚合物膜层之间可以相邻设置，也可以间隔设置，具体设置方法可以根据发声装置的具体设计要求来选择。

其中，热塑性弹性体为热塑性聚酯弹性体、热塑性聚氨酯弹性体、热塑性聚酰胺弹性体和有机硅弹性体中的至少一种，工程塑料为聚醚醚酮、聚芳酯、聚醚酰亚胺、聚酰亚胺、聚苯硫醚、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚对苯二甲酸丁二醇酯中的至少一种；热固性弹性体为天然橡胶(NR)、丁苯橡胶(SBR)、顺丁橡胶(BR)、异戊橡胶(IR)、氯丁橡胶(CR)、丁基橡胶(IIR)、丁腈橡胶(NBR)、氯化丁腈橡胶(HNBR)、乙丙橡胶(EPDM)、硅橡胶(Q)、氟硅橡胶、氟橡胶(FPM)、聚氨酯橡胶(AU)、丙烯酸酯橡胶(ACM)、乙烯-丙烯酸酯橡胶(HNBR)、乙烯-醋酸乙烯橡胶(EVM)、氯磺化聚乙烯橡胶(CSM)、氯醚橡胶(CO)和聚硫橡胶中的至少一种。

进一步地，当振膜为复合振膜时，复合振膜可以由热塑性聚酯弹性体、热塑性聚氨酯弹性体、热塑性聚酰胺弹性体和有机硅弹性体中的至少一种制成的膜层和改性硅氧烷聚合物膜层组成。塑性聚氨酯弹性体、热塑性聚酰胺弹性体和有机硅弹性体的原料可以有多种选择，可以根据具体需求来选择。由塑性聚氨酯弹性体、热塑性聚酰胺弹性体和有机硅弹性体制成的膜层和改性硅氧烷聚合物膜层组成的复合振膜具有优良的力学性能，在能够保证一定机械强度的同时，还具有较高的阻尼值。

总而言之，根据本申请实施例的发声装置的振膜，通过采用改性硅氧烷聚合物膜层为原料制备的振膜，具有优异的阻尼性能和回弹性，振动系统在振动发声过程中能有效抑制偏振现象，振动系统的一致性更佳，有效降低了发声装置的失真，而且通过对无机空心微珠添加量的控制，降低了振膜的密度，提升了发声装置的中频Fr，使振膜具有优良的耐老化性和抗蠕变性能，从而提升了振膜的使用寿命和使用效果。因此，由本申请的振膜制成的发声装置具有良好的声学稳定性和较高的频率响应。

需要说明的是，本申请提供的振膜可组成任意构造的发声装置，例如以下典型的发声装置：包括振动系统和与振动系统相配合的磁路系统，振动系统包括振膜和结合在振膜一侧的音圈。当发声装置工作时，音圈通电后在磁路系统的磁场力的作用下，音圈可以上下振动以带动振膜振动，振膜振动时可以进行发声。

根据本申请第二方面实施例的发声装置，包括振动系统以及与振动系统相配合的磁路系统，振动系统包括振膜和结合在振膜一侧的音圈，磁路系统驱动音圈振动以带动振膜发声，振膜为上述实施例的振膜。具体而言，当发声装置工作时，音圈通电后在磁路系统的磁场力的作用下，音圈可以上下振动以带动振膜振动，振膜振动时可以进行发声。

如图7和图8所示，发声装置包括一个由本申请上述实施例所制备而成的振膜15，振膜15可以由折环部151和球顶部152组成，改性硅氧烷聚合物膜层可以应用在振膜的折环部。本领域技术人员可根据实际产品需求做相应的调整，例如折环部151向音圈11侧凸起，球顶部152位于折环部151下表面，振动系统中添加定心支片等。

如图9和图10所示，根据本申请第三方面实施例的发声装置100，包括壳体10以及设在壳体10内的磁路系统14和振动系统，振动系统包括音圈11、第一振膜12和第二振膜13，音圈11的顶部与第一振膜12相连，磁路系统14驱动音圈11振动以带动第一振膜12发声，第二振膜13的两端分别与壳体10和音圈11的底部相连，第二振膜13为上述实施例的振膜。

也就是说，根据本申请实施例的发声装置100还可以包括两个由本申请上述实施例制备而成的振膜，即第一振膜12和第二振膜13，第一振膜12可以用于振动发声，第二振膜13可以用于平衡音圈11的振动。具体而言，当发声装置100工作时，音圈11通电后在磁路系统14的磁场力的作用下，音圈11可以上下振动以带动第一振膜12振动，第一振膜12振动时可以进行发声。第二振膜13也可以跟随音圈11上下振动，由于第二振膜13的两端分别与壳体10和音圈11的底部相连，第二振膜13可以平衡音圈11的振动，可以防止音圈11出现偏振的现象，从而可以提升发声装置100的发声效果。

需要进行说明的是，可以将第一振膜12和第二振膜13同时采用本申请上述实施例的振膜，也可以是第一振膜12和第二振膜13中的一个采用本申请上述实施例的振膜，本申请对此不作具体限制。

下面结合具体实施例对本申请的发声装置的振膜进行具体说明。

实施例一

按质量份计，配方如下：聚二甲基乙烯基硅氧烷100份；白炭黑30份；硅氧烷偶联剂0.6份；硫化剂1份；铂金催化剂0.2份；空心玻璃微珠20份。混炼后进行交联反应形成振膜材料。此处的无机空心微珠选为空心玻璃微珠，需要说明的是，空心玻璃微珠为无机空心微珠的一种，采用空心玻璃微珠或者是其它无机空心微珠，都同样能够体现无机空心微珠在材料中所起到的作用。

测试指标：损耗因子

分别对实施例一的振膜材料和常规硅橡胶振膜材料的损耗因子进行测试，得到实施例一的振膜材料和常规硅橡胶振膜材料(未添加空心玻璃微珠的橡胶振膜)的损耗因子(Tanδ)随温度变化曲线。如图2所示，实施例一的振膜材料的室温损耗因子可达0.19。

实施例二

按质量份计，配方如下：聚二甲基乙烯基硅氧烷100份；白炭黑20份；硅氧烷偶联剂0.4份；硫化剂1份；铂金催化剂0.2份；空心玻璃微珠15份。混炼后进行交联反应形成振膜材料。

测试指标：拉伸强度

对实施例二的振膜材料的拉伸强度进行测试，如图6所示，实施例二的振膜材料的拉伸强度可达10.34Mpa，而常规硅橡胶振膜材料(未添加无机空心微珠的橡胶振膜)的拉伸强度通常在7Mpa～9Mpa之间。也就是说，无机空心微珠的加入，可以在一定程度上增大改性硅氧烷聚合物膜层的拉伸强度，即添加无机空心微珠的振膜具有优异的阻尼性能和回弹性，振动系统在振动发声过程中能有效抑制偏振现象，振动系统的一致性更佳，有效降低了发声装置的失真。本申请的振膜具有合适的力学性能，振膜在发声装置使用中，不易出现破膜等可靠性问题。

进一步地，由于无机空心微珠加入硅橡胶中，无机空心微珠表面的羟基与硅氧烷聚合物分子链中的Si-O基团能够形成氢键，并且无机空心微珠能够与橡胶分子链形成有效的缠扰结构，从而减少了硅橡胶分子间的滑移，使改性硅氧烷聚合物膜层抵抗变形的能力提高，有效降低了改性硅氧烷聚合物膜层的蠕变值。因此本实施例中的橡胶膜层相较于未添加无机空心微珠的橡胶膜层还具有优异的抗蠕变性。

虽然已经通过例子对本申请的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上例子仅是为了进行说明，而不是为了限制本申请的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本申请的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本申请的范围由所附权利要求来限定。

Claims (13)

1.一种发声装置的振膜，其特征在于，所述振膜包括至少一层改性硅氧烷聚合物膜层，所述改性硅氧烷聚合物膜层由无机空心微珠、添加剂和硅氧烷聚合物混炼形成混炼胶后进行交联反应制备而成；

其中，所述无机空心微珠的粒径为1μm～60μm，所述改性硅氧烷聚合物膜层中的所述无机空心微珠的分布密度为0.15g/cm³～0.9g/cm³，所述改性硅氧烷聚合物膜层在23℃环境下，拉伸应力为0.1Mpa、拉伸时间为10min的条件下拉伸的最大蠕变值≤16％。

2.根据权利要求1所述的发声装置的振膜，其特征在于，所述改性硅氧烷聚合物膜层的玻璃化转变温度≤-50℃。

3.根据权利要求1所述的发声装置的振膜，其特征在于，所述无机空心微珠的含量占所述混炼胶总量的5wt％～47wt％。

4.根据权利要求1所述的发声装置的振膜，其特征在于，所述无机空心微珠的抗压强度≥10MPa。

5.根据权利要求1所述的发声装置的振膜，其特征在于，所述改性硅氧烷聚合物膜层的密度为0.5g/cm³～1.1g/cm³。

6.根据权利要求1所述的发声装置的振膜，其特征在于，所述改性硅氧烷聚合物膜层的室温储能模量为0.5MPa～35MPa。

7.根据权利要求1所述的发声装置的振膜，其特征在于，所述改性硅氧烷聚合物膜层在室温下的损耗因子＞0.08。

8.根据权利要求1所述的发声装置的振膜，其特征在于，所述添加剂包括交联剂和补强剂，

其中，所述交联剂为过氧化物和含氢硅油中的至少一种；所述补强剂为炭黑、二氧化硅、碳酸钙、硫酸钡、有机蒙脱土、不饱和羧酸金属盐、滑石粉、陶土、云母粉、长石粉、硫酸盐类、磁粉和硅藻土中的至少一种。

9.根据权利要求8所述的发声装置的振膜，其特征在于，所述交联剂的含量占所述混炼胶的0.5wt％～5.2wt％，所述补强剂的含量占所述混炼胶的3wt％～69wt％。

10.根据权利要求1所述的发声装置的振膜，其特征在于，所述振膜为单层结构，所述振膜由一层所述改性硅氧烷聚合物膜层构成。

11.根据权利要求1所述的发声装置的振膜，其特征在于，所述振膜为复合层结构，所述振膜还包括由热塑性弹性体、工程塑料和热固性弹性体中的一种或者多种制成的膜层。

12.一种发声装置，其特征在于，包括振动系统以及与所述振动系统相配合的磁路系统，所述振动系统包括振膜和结合在所述振膜一侧的音圈，所述磁路系统驱动所述音圈振动以带动所述振膜发声，所述振膜为权利要求1-11中任一项所述的振膜。

13.一种发声装置，其特征在于，包括壳体以及设在所述壳体内的磁路系统和振动系统，所述振动系统包括音圈、第一振膜和第二振膜，所述音圈的顶部与所述第一振膜相连，所述磁路系统驱动所述音圈振动以带动所述第一振膜发声，所述第二振膜的两端分别与所述壳体和所述音圈的底部相连，所述第二振膜为权利要求1-11中任一项所述的振膜。

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