DE2749501C3 - Mehrschichtmembran für Lautsprecher - Google Patents
Mehrschichtmembran für LautsprecherInfo
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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 Materialien 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)-Folie 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
Dampf ablagerungstechniken (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.
Z 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 d».r 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
eines derartigen Aufbaus führt zu einer erheblichen Verbesserung der Festigkeit der Bindung zwischen der
Metallfolie, insbesondere einer Titanfolie und der
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
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 hi Titan beträgt bei 750 bis 1300°C
*> 0,05 Gew.-% und bei 16200C 1 Gew.-%. Die Löslichkeit
von Bor in Aluminium an der Aluminium-Bor-Oberflächenschicht beträgt 0,17 Gew.-% bei 785° C und
0,09Gew.-% bei 7300C. Durch das Ausbilden der
Aluminiumschicht geht also mehr Bor bei niedrigerer
Temperatur in feste Lösung als beim Vorliegen eines
Titan-Bor-Oberflächenkontaktes. Das bedeutet aber, daß sich eine bessere Festigkeit der Bindung ergibt.
Weiter haben Experimente gezeigt daß die Festigkeit der Bindung in der Titan-Aluminium-Oberflächen
schicht hinreichend hoch und von der Größenordnung
derjenigen in der Aluminium-Bor-Oberfläehenschicht
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
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.
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
Es wurde vorgegangen wie im Beispiel 1, jedoch wurde die Titanfolie während der Ausbildung der
Borschicht auf 6000C aufgeheizt
Die Aluminiumschicht und die Borschicht wurden auf der Titanfolie wie in Beispiel 1 beschrieben aufgebracht
Danach wurde die Folie für eine Stunde unter einei Argon (Ar)-atmosphäre auf 6000C erhitzt Die Probe
ohne Aluminiumschicht wurde for drei Stunden auf 850° C erhitzt
Die obigen Beispiele benützen Aluminium als Metall
Die obigen Beispiele benützen Aluminium als Metall
niedrigen Schmelzpunktes. Statt Aluminium kann aber
auch Magnesium benützt werden. Es ist auch die
Benützung einer Aluminiumfolie statt der Titanfolie möglich.
Die Festigkeit der Bindung zwischen der Titanfolie
ίο und der Borschicht der Membran betrug in jedem der
Beispiele 1 bis 3 220 bis 230 kg/cnA 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
μ durch die zusätzliche Verwendung einer Borschicht in
der Aufbringungsart nach der En>idung die obere
Frequenzgrenze ausgedehnt und eine weit flachere Schalldruck-Frequenz-Kennlinie erzielt wird.
Das ist eine Folge der Tatsache, daß wie anhand der Beispiele erläutert eine Schicht aus Metall eines
niedrig«) Schmelzpunktes, beispielsweise eine Aluminiumschicht zwischen der Titanfolie und der Borschicht
vorgesehen wird. Die Festigkeit der Bindung zwischen der ritanfolie und der Borschicht wird dadurch
erheblich angehoben.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (5)
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
Metali 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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