DE2749501B2 - Mehrschichtmembran für Lautsprecher - Google Patents

Mehrschichtmembran für Lautsprecher

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Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Mehrschichtmembran für Lautsprecher, die eine Borschicht aufweist, die auf eine Oberfläche einer Titanfolie aufgeformt ist Bei einer solchen Mehrschichtmembran befaßt sich die Erfindung insbesondere mit einem Aufbau, der die Festigkeit der Bindung zwischen der Titanfolie und der Borschicht signifikant anhebt.
Für die Herstellung von Lauisprechermembranen gut geeignet sind im allgemeinen iMaterialien die folgende Eigenschaften aufweisen: Geringes Gewicht, hohe Steifigkeit hohe Elastizität, gute Bearbeitbarkeit und schließlich für den Anwendungszweck geeignete Werte des inneren Verlustes, sowie einen geeigneten Dämpfungsfaktor. Diese Anforderungen stehen teilweise im Widerspruch zueinander. Es ist daher nahezu unmöglich, alle Anforderungen gleichzeitig mit einem hierfür bekannten Material zu befriedigen.
Ein bekannter Lösungsversuch besteht darin, die Membran aus einer Titan (Ti)-FoHe zu erstellen. Diese ist relativ leicht, hat eine relativ hohe Elastizität und eine gute Bearbeitbarkeit, so daß sie leicht in die Form einer Membran gebracht werden kann. Man formt dann auf die eine Oberfläche der Membran eine Bor (B)-schicht auf. Diese ist leicht und weist eine sehr hohe Elastizität auf. Sie kann durch chemische oder physikalische Dampfablagerungstechniken (P. V. D = physical vapor deposition oder C. V. D = chemical vapor deposition) aufgebracht werden. Die erhaltene Membran hat die mechanischen Eigenschaften von Titan und die hohe Elastizität von Bor. Da jedoch die Löslichkeit im festen Zustand zwischen Titan und Bor so niedrig liegt, daß an der Berührungsschicht beider kaum eine Diffusionsschicht gebildet wird, kann die sich ergebende Membran praktisch kaum eingesetzt werden. Das ist eine Folge der schlechten mechanischen Bindung zwischen der Titanfolie und der Borschicht.
Um diese Schwierigkeiten zu beseitigen, wurden bisher folgende Behandlungen zur Verbesserung der Festigkeit der Bindung vorgeschlagen:
1. Reinigungsbehandlung der Oberfläche der Titanfolie.
2. Wärmebehandlung der Tiatanfolie während der Ausbildung der Borschicht
3. Wärmebehandlung zum Ausbilden einer Diffusionsschicht zwischen Titanfolie und Borschicht
Durch keine dieser Behandlungen wurde aber eine zufriedenstellende Festigkeit der Bindung zwischen der Titanfolie und der Borschicht erreicht
Aufgabe der Erfindung ist es, ohne eine der oben angegebenen Behandlungen nach den Punkten 1 bis 3 eine Mehrschichtmembran für Lautsprecher zu schaffen, bei der eine gute Bindungsfestigkeit sichergestellt ist
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst
daß zwischen der Borschicht und der Metallfolie eine Schicht aus einem Metall niedrigen Schmelzpunktes angeordnet ist Bei der Metallfolie kann es sich um eine Titanfolie oder auch eine Aluminiumfolie handeln. Die Schicht aus einem Metall niedrigen Schmelzpunktes
kann eine Aluminiumschicht sein. Statt dessen ist auch eine Magnesiumschicht geeignet Die Verwendung eine? derartigen Aufbaus führt zu einer erheblichen Verbesserung der Festigkeit der Bindung zwischen der Metallfolie, insbesondere einer Titanfolie und der Borschicht.
In der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise veranschaulicht. Bezüglich im folgenden nicht näher beschriebener Merkmale wird ausdrücklich auf die Offenbarung durch die Zeichnung verwiesen. Es zeigen
Fig. 1 im Schnitt eine Ausführungsform einer Mehrschichtmembran für Lautsprecher, und
Fig.2a und 2b Schalldruck-Frequenz-Kennlinien eines Lautsprechers.
F i g. 1 zeigt den grundsätzlichen Aufbau einer Mehrschichtmembran. Eine Titanfolie 1 ist dabei in die in der Figur gezeigte und aus dieser zu entnehmende Membranform gebracht. Eine Schicht 2 aus einem Metall niedrigen Schmelzpunktes schließt an die Titanfolie an. Auf der von der Titanfolie 1 abgewandten
Seite der Schicht 2 ist eine Borschicht 3 angeordnet.
Es soll nun ein Beispiel beschrieben werden, bei dem für die Schicht 2 aus einem Metall niedrigen Schmelzpunktes Aluminium (Al) benützt wird. Wird die Aluminium-Schicht 2 zwischen die Titanfolie 1 und die Borschicht 3 eingebracht, so ergeben sich Oberflächenkontaktschichten im Schichtverbund aus Titanfolie und Borschicht, die einen Kontakt Titan-Aluminium und Aluminium-Bor aufweisen. Die Löslichkeit im festen Zustand von Bor in Titan beträgt bei 750 bis 1300°C 0,05 Gew.-% und bei 1620° C 1 Gew.-%. Die Löslichkeit von Bor in Aluminium an der Aluminium-Bor-Oberflächenschicht beträgt 0,17Gew.-% bei 785°C und 0,09Gew.-% bei 73O0C. Durch das Ausbilden der Aluminiumschicht geht also mehr Bor bei niedrigerer Temperatur in feste Lösung als beim Vorliegen eines Titan-Bor-Oberflächenkomaktes. Das bedeutet aber, daß sich eine bessere Festigkeit der Bindung ergibt. Weiter haben Experimente gezeigt, daß die Festigkeit der Bindung in der Titan-Aluminium-Oberflächenschicht hinreichend hoch und von der Größenordnung derjenigen in der Aluminium-Bor-Oberflächenschicht ist. Durch Erwärmen der Titanfolie auf 400 bis 600°C bei Ausbildung der Aluminiumschicht und der Borschicht kann die hohe Festigkeit der Bindung auf stabile Weise
6r> erzielt werden.
Es werden nun Beispiele erläutert. Für jedes Beispiel wird die Festigkeit der Bindung verglichen zwischen einer Membran, die eine Schicht aus einem Metall
niedrigen Schmelzpunktes, beispielsweise einer Aluminiumschicht, aufweist und einer Membran ohne eine solche Schicht In jedem Fall ergab sich, daß die Membran mit der Schicht aus einem Metall niedrigen Schmelzpunktes ausgezeichnet war und die Verwendung einer Schicht aus einem Metall niedrigen Schmelzpunktes ein Material für Membranen ergab, das genügend Festigkeit der Bindung für den praktischen Einsatz aufwies.
Beispiel 1
Zunächst wurde eine Titanfolie einer Dicke von 20 Mikrometer hergestellt Auf diese wurde eine Aluminiumschicht einer Dicke von ca. 1 Mikrometer durch Dampfablagerungstechniken abgelagert Hierfür wurde eine Probe der Titanfolie zunächst mit verdünnter Fluorsäure für einige Minuten angeätzt Anschließend wurde schließlich eine Borschicht einer Dicke von 10 Mikrometer durch Dampfablagerung im elektrischen Feld abgelagert
Beispiel 2
Es wurde vorgegangen wie im Beispiel 1, jedoch wurde die Titanfolie während der Ausbildung der Borschicht auf 600° C aufgeheizt.
Beispiel 3
Die Aluminiumschicht und die Borschicht wurden au der Titanfolie wie in Beispiel 1 beschrieben aufgebracht. Danach wurde die Folie für eine Stunde unter einer Argon (Ar)-atmosphäre auf 600" C erhitzt Die Probe ohne Aluminiumschicht wurde für drei Stunden auf 8500C erhitzt
Die obigen Beispiele benützen Aluminium als Metall niedrigen Schmelzpunktes. Statt Aluminium kann aber auch Magnesium benützt werden. Es ist auch die Benutzung einer Aluminiumfolie statt der Titanfolie möglich.
Die Festigkeit der Bindung zwischen der Titanfolie
!</ und der Borschicht der Membran betrug in jedem der Beispiele 1 bis 3 220 bis 230 kg/cm2. Dieser Wert liegt beim 4- bis 5-fachen desjenigen, der ohne Aluminiumschicht erzielt werden kann.
Fig.2a zeigt die Schalldruck-Frequenz-Kennlinie
eines Lautsprechers mit einer zusammengesetzten Membran nach Beispiel 1.
Fig.2b zeigt die Schalldruck-Frequenz-Kennlinie eines Lautsprechers mit einer Membran, die lediglich aus einer Titanfolie besteht. Es ist klar zu erkennen, daß
durch die zusätzliche Verwendung einer Borschicht in der Aufbringungsart nach der Erfindung die obere Frequenzgrenze ausgedehnt und eine weit flachere Schalldruck-Frequenz-Kennlinie erzielt wird.
Das ist eine Folge der Tatsache, daß wie anhand der
2") Beispiele erläutert, eine Schicht aus Metall eines niedrigen Schmelzpunktes, beispielsweise eine Aluminiumschicht, zwischen der Titanfolie und der Borschicht vorgesehen wird. Die Festigkeit der Bindung zwischen der Titanfolie und der Borschicht wird dadurch
jn erheblich angehoben.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:
1. Mehrschichtmembran für Lautsprecher aus einer Metallfolie mit einer auf diese aufgeformten Borschicht, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Borschicht (3) und der Metallfolie (1) eine Schicht (2) aus einem Metall niedrigen Schmelzpunktes angeordnet ist
2. Lautsprechermembran nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß die Metallfolie eine Titanfolie (1) ist
3. Lautsprechermembran nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß die Metallfolie eine Aluminiumfolie ist
4. Lautsprechermembran nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß die Schicht (2) aus einem Metall niedrigen Schmelzpunktes eine Aluminiumschicht ist
5. Lautsprechermembran nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß die Schicht (2) aus einem Metall niedrigen Schmelzpunktes eine Magnesiumschicht ist
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