FR2562369A1 - Method of manufacturing a transducer diaphragm from a polymer material comprising portions with different stiffnesses and diaphragm obtained by this method - Google Patents
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Abstract
Description
PROCEDE DE FABRICATION D'UN DIAPHRAGME DE TRANSDUCTEUR
EN MATERIAU POLYMERE COMPRENANT DES PARTIES DE
RIGIDITES DIFFERENTES ET DIAPHRAGME OBTENU PAR CE PROCEDE
L'invention concerne un procédé de fabrication d'un diaphragme de transducteur en matériau polymère dont la raideur doit satisfaire certaines exigences. L'invention s'applique particulièrement bien à l'obtention des membranes de haut-parleurs ou de microphones.METHOD FOR MANUFACTURING A TRANSDUCER DIAPHRAGM
IN POLYMER MATERIAL COMPRISING PARTS OF
DIFFERENT RIGIDITIES AND DIAPHRAGM OBTAINED BY THIS PROCESS
The invention relates to a method for manufacturing a transducer diaphragm made of a polymer material whose stiffness must meet certain requirements. The invention is particularly applicable to obtaining membranes of speakers or microphones.
L'obtention de dispositifs tels que des membranes de formes géométriques variées à partir de matériaux polymères est assez répandue. Ces matériaux se prêtent bien au moulage et on peut leur conférer des propriétés piézoélectriques par polarisation. Dans certaines applications, ils doivent satisfaire à des critères bien spécifiques. C'est le cas notamment lorsqu'ils sont employés pour la fabrication de membranes de haut-parleurs ou de microphones. Ils doivent alors présenter simultanément les caracteris- tiques suivantes: une faible densité de façon à limiter la force du moteur pour une accélération donnée, une rigidité élevée de façon à travailler au mieux en piston, de fortes pertes acoustiques afin que les modes propres de la membrane soient amortis le plus possible.En pratique, ces caractéristique, se retrouvent plus ou moins réunies dans le papier et dans des polymères composites tel que Je polypropylène contenant des fibres de carbone. On reproche toutefois au papier des pertes acoustiques insuffisantes et aux composites à fibres de carbone une densité trop importante. Obtaining devices such as membranes of various geometric shapes from polymeric materials is quite common. These materials lend themselves well to molding and can be imparted piezoelectric properties by polarization. In some applications, they must meet very specific criteria. This is particularly the case when they are used for the manufacture of speaker membranes or microphones. They must simultaneously have the following characteristics: a low density so as to limit the force of the engine for a given acceleration, a high rigidity so as to work best in piston, high acoustic losses so that the eigen modes of the In practice, these characteristics are found more or less in paper and in composite polymers such as polypropylene containing carbon fibers. However, the paper is criticized for insufficient acoustic losses and carbon fiber composites for excessive density.
De plus, dans les deux cas, si la membrane et sa suspension périphérique sont monolithiques, il est nécessaire de procéder au moulage de corrugations qui définissent la suspension pour en accroître la souplesse. On peut également, afin d'assurer la suspension périphérique, utiliser une couronne circulaire en polymère souple et à fortes pertes mécaniques (mousse de polyuréthane, élastomère chargé). Cette couronne étant collée à la membrane, il se pose des problèmes de compatibilité au collage.In addition, in both cases, if the membrane and its peripheral suspension are monolithic, it is necessary to proceed to the molding of corrugations which define the suspension to increase its flexibility. In order to ensure the peripheral suspension, it is also possible to use a circular ring of flexible polymer with high mechanical losses (polyurethane foam, filled elastomer). This ring being bonded to the membrane, there are problems of compatibility to bonding.
Afin de pallier ces inconvénients, l'invention propose un procédé de fabrication de façon monolithique, d'un dispositif en polymère ou en copolymère qui comprend des régions de rigidité différentes. Ces différences de rigidités sont obtenues par des traitements thermiques différents pour chaque région de rigidité déterminée. Dans le cas des dispositifs entrant dans la composition des haut-parleurs, on peut ainsi obtenir en une seule pièce une membrane et sa suspension périphérique constituant des régions de rigidités différentes. In order to overcome these drawbacks, the invention proposes a monolithic manufacturing method, a polymer or copolymer device which comprises regions of different rigidity. These differences in stiffness are obtained by different heat treatments for each region of rigidity determined. In the case of the devices used in the composition of the loudspeakers, it is thus possible to obtain in one piece a membrane and its peripheral suspension constituting regions of different rigidities.
L'invention a donc pour objet un procédé de fabrication d'un diaphragme de transducteur en matériau polymère ou copolymère comprenant des parties de rigidités differentes, caractérisé en ce que le diaphragme étant réalisé en un seul tenant, la différence de rigidité desdites parties est obtenue par au moins une étape de traitement thermique localisé dudit matériau. The subject of the invention is therefore a method for manufacturing a transducer diaphragm made of a polymer or copolymer material comprising parts of different stiffnesses, characterized in that the diaphragm being made in one piece, the difference in rigidity of said parts is obtained by at least one step of localized heat treatment of said material.
L'invention a aussi pour objet un diaphragme en matériau polymère ou copolymère comprenant des parties de rigidités différentes, caractérisé en ce qu'il est réalisé par le procédé de fabrication défini ci-dessus. The invention also relates to a diaphragm made of a polymer or copolymer material comprising parts of different stiffnesses, characterized in that it is produced by the manufacturing method defined above.
L'invention sera mieux comprise et d'autres avantages apparatrontau moyen de la description qui va suivre et des figures annexées parmi lesquelles:
- la figure 1 représente un modèle mécanique biphasique sérieparallèle;
- la figure 2 est une vue en coupe d'une membrane de haut-parleur;
- la figure 3 est illustrative d'une première variante du procédé selon l'invention
- la figure 4 est illustrative d'une seconde variante du procédé selon l'invention.The invention will be better understood and other advantages will appear by means of the description which follows and the appended figures, among which:
FIG. 1 represents a parallelparallel biphasic mechanical model;
FIG. 2 is a sectional view of a loudspeaker membrane;
FIG. 3 is illustrative of a first variant of the method according to the invention
FIG. 4 is illustrative of a second variant of the method according to the invention.
La plupart des polymères semi-cristallins présentent des taux de cristallinité X qui dépendent des conditions thermiques selon lesquelles ils ont été transformés. La trempe après formage (par moulage ou extrusion) favorise les faibles taux de cristallinité alors. que la descente lente en température, de la température de transformation à la température ambiante, favorise la cristallisation. Dans le cas où la température vitreuse
Tg (température de transition de l'amorphe souple à l'amorphe rigide) est supérieure à la température ambiante, la rigidité mécanique (rattachée au module d'YOUNG) est peu dépendante du taux de cristallinité. En effet, dans ce cas, le module d'YOUNG des cristallites est peu différent de celui de la phase amorphe rigide.Au contraire, lorsque la température vitreuse Tg est inférieure à la température ambiante, la rigidité du polymère est principalement déterminée par celle de l'amorphe et, par conséquent, elle croît lorsque la fraction volumique d'amorphe décroît, c'est-àtire lorsque croît le taux de cristallinité.Most semi-crystalline polymers have crystallinity levels X which depend on the thermal conditions under which they have been transformed. Quenching after forming (by molding or extrusion) promotes low levels of crystallinity then. that the slow descent in temperature, from the transformation temperature to the ambient temperature, favors crystallization. In the case where the glassy temperature
Tg (transition temperature from amorphous amorphous to rigid amorphous) is greater than ambient temperature, the mechanical rigidity (attached to the YOUNG module) is little dependent on the degree of crystallinity. In fact, in this case, the YOUNG modulus of the crystallites is little different from that of the rigid amorphous phase. On the contrary, when the vitreous temperature Tg is lower than the ambient temperature, the rigidity of the polymer is mainly determined by that of the amorphous and, consequently, it increases when the volume fraction of amorphous decreases, that is to say when increases the degree of crystallinity.
Le module d'YOUNG E peut être évalué dans un polymère semicristallin à l'aide d'un modèle mécanique biphasique série-parallèle tel que représenté à la figure 1. Le modèle est un composite qui comporte une zone cristalline X1 en parallèle avec une zone amorphe A1 et avec l'axe des forces de déformations possibles représenté par la flèche 1. Le composite comprend également des zones cristalline X2 et amorphe A2 perpendiculaires à l'axe 1. A partir de ce modèle de composite, on peut avoir une idée de la répartition spatiale de certaines propriétés physiques. The YOUNG E modulus can be evaluated in a semicrystalline polymer using a biphasic series-parallel mechanical model as shown in Figure 1. The model is a composite that has a crystalline zone X1 in parallel with a zone amorphous A1 and with the axis of the possible deformation forces represented by the arrow 1. The composite also comprises crystalline zones X2 and amorphous A2 perpendicular to the axis 1. From this composite model, one can have an idea of the spatial distribution of certain physical properties.
En posant
il vient: X = u . En posant
l + u
L1 = W.L (W étant le facteur de forme), le module d'YOUNG du composite s'écrit
he comes: X = u. By asking
l + u
L1 = WL (W being the form factor), the YOUNG module of the composite is written
Ex et E a étant respectivement les modules d'YOUNG des zones cristallines et amorphes.Pour Ex nettement supérieur à Eay on obtint:
Dans ce cas, le module d'YOUNG E est toujours une fonction croissante du taux de cristallinité x, que l'on se place dans le cas d'un polymère isotrope mécaniquement (c'est-à-dire non étiré soit W 0,5), ou dans le cas d'un polymère orienté mécaniquement selon la direction d'étirement (W o )s ou encore dans le cas d'un polymère orienté selon une direction perpendiculaire à la direction d'étirement (W N 1). In this case, the modulus of YOUNG E is always an increasing function of the degree of crystallinity x, which is placed in the case of an isotropic polymer mechanically (that is to say unstretched is W 0, 5), or in the case of a mechanically oriented polymer in the direction of stretching (W o) s or in the case of a polymer oriented in a direction perpendicular to the direction of stretching (WN 1).
A titre d'exemple, le tableau I donne un aperçu de la variation de la valeur du module d'YOUNG E en fonction du taux de cristallinité, dans le cas d'un polymère isotrope (W # 0,5) et pour un rapport des modules d'YOUNG
environ égal à 100
about equal to 100
<tb> EIXEa <SEP> Og <SEP> 0,9 <SEP>
<tb> E/Ea <SEP> 11 <SEP> 26 <SEP> 50
<tb>
TABLEAU I
En pratique, des variations notables du taux de cristallinité, et par conséquent du module d'YOUNG, sont observables pour les copolymères de polyfluorure de vinylidène et de polytrifluorure d'éthylène (PVF2 - PTrFe) en fonction des recuits effectués après transformation de ces polymères.Ainsi pour un copolymère formé à partir de 70 % de fluorure de vinylîdène et de 30 % de trifluorure d'éthylène en poids, soit P (0,7 VF2 - 0,3 TrFe), le taux de cristallinité X passe de 62 % après la trempé à 86 % après un recuit à 1400 C pendant 6 heures. Pour le copolymère P'(0,8 VF2 - 0,2 TrFE), X passe de 60 % après la trempe à 87 % après un recuit à 1400 C pendant 6 heures. Pour le copolymère P (0,75 VF2 - 0,25 TrIFE), X passe de 70 % après la trempe à 89 % après un recuit à 1400 C pendant 6 heures.<tb> EIXEa <SEP> Og <SEP> 0.9 <SEP>
<tb> E / Ea <SEP> 11 <SEP> 26 <SEP> 50
<Tb>
TABLE I
In practice, significant variations in the degree of crystallinity, and consequently in YOUNG modulus, are observed for the copolymers of polyvinylidene fluoride and of ethylene polytrifluoride (PVF2-PTrFe) as a function of the annealing carried out after the transformation of these polymers. Thus, for a copolymer formed from 70% of vinylidene fluoride and 30% of ethylene trifluoride by weight, ie P (0.7 VF 2 - 0.3 TrFe), the degree of crystallinity X passes from 62% after soaking at 86% after annealing at 1400 C for 6 hours. For copolymer P '(0.8 VF2 - 0.2 TrFE), X increases from 60% after quenching to 87% after annealing at 1400 C for 6 hours. For copolymer P (0.75 VF 2 - 0.25 TrIFE), X increases from 70% after tempering to 89% after annealing at 1400 C for 6 hours.
Le tableau 11, représenté à la fin de la description, regroupe les valeurs du module d'YOUNG exprimant la raideur mécanique, mesurées avant recuit et après recuit sur des échantillons préalablement trempés, en fonction de la composition d'un copolymère P (VF2lTrFE). Il est préférable en effet de faire subir aux polymères une trempe qui a pour conséquence de bloquer le taux de cristallinité. L'opération de trempe est bien connue de l'homme de l'art et il n'apparaît pas utile de la décrire ici. Dans le tableau Et, on a également consigné les valeurs des températures de transition vitreuse Tg dont les mesures ont été efectuées à la fréquence de 1 kHz. Table 11, represented at the end of the description, groups together the YOUNG modulus values expressing the mechanical stiffness, measured before annealing and after annealing on previously soaked samples, as a function of the composition of a P (VF 2 1 TrFE) copolymer. . It is preferable to subject the polymers to quenching which has the effect of blocking the degree of crystallinity. The quenching operation is well known to those skilled in the art and it does not seem useful to describe it here. In table Et, the values of the glass transition temperatures Tg whose measurements have been effected at the frequency of 1 kHz are also recorded.
Le tableau II livre plusieurs renseignements quant à l'évolution des paramètres E et Tg en fonction de la composition du copolymère. Avant recuit, le module d'YOUNG E augmente régulièremnet avec le taux de fluorure de vinylidène dans le mélange tandis que la température de transition vitreuse décroît. Après recuit, le module- d'YOUNG augmente avec le taux de fluorure de vinylidène (VF2) jusque 70 % de VF2 puis décroît légèrement lorsque ce taux continue de croître. La température de transition vitreuse diminue de manière continue lorsque croît le taux de fluorure de vinylidène. D'une façon générale, les modules d'YOUNG sont plus élevés après recuit qu'avant recuit. Les températures de transition vitreuse peuvent varier de quelques degrés selon la composition du mélange. Table II gives several information as to the evolution of the parameters E and Tg as a function of the composition of the copolymer. Before annealing, the YOUNG E modulus regularly increases with the level of vinylidene fluoride in the mixture while the glass transition temperature decreases. After annealing, the YOUNG-modulus increases with the level of vinylidene fluoride (VF2) up to 70% VF2 and then decreases slightly when this rate continues to increase. The glass transition temperature decreases continuously as the level of vinylidene fluoride increases. In general, YOUNG modules are higher after annealing than before annealing. The glass transition temperatures may vary by a few degrees depending on the composition of the mixture.
On observe que l'accroissement du module d'YOUNG par recuit est d'autant plus important que la proportion de trifluorure d'éthylène (TrFE) dans le mélange considéré est plus importante. Il est, au vu du tableau Il, particulièrement intéressant de retenir les compositions de P (VF2/TrFE) présentant une proportion de TrFE supérieure à 2û %
L'invention n'est pas limitative aux compositions présentées dans le tableau 11. Tout mélange ou simplement tout polymère présentant un accroissement notable de son module d'YOUNG après recuit peut être pris en considération.It is observed that the increase of YOUNG modulus by annealing is all the more important that the proportion of ethylene trifluoride (TrFE) in the mixture in question is greater. It is, from Table II, particularly interesting to retain the compositions of P (VF2 / TrFE) having a proportion of TrFE greater than 25%.
The invention is not limiting to the compositions shown in Table 11. Any mixture or simply any polymer having a significant increase in its YOUNG modulus after annealing can be taken into consideration.
Cette variation de module d'YOUNG par recuit peut être mise à profit pour réaliser des dispositifs à base de polymères ou de copolymères et ayant une répartition spatiale de la raideur. Un cas d'application particulièrement intéressant est celui des coques acoustiques. On peut alors, à partir d'une coque obtenue par exemple par moulage, faire subir aux zones devant être rigidifiées un recuit localisé. This YOUNG modulus variation by annealing can be used to produce devices based on polymers or copolymers and having a spatial distribution of stiffness. A particularly interesting application case is acoustic shells. It is then possible, from a shell obtained for example by molding, to subject the zones to be stiffened a localized annealing.
I1 est par exemple possible d'obtenir, à partir d'un mtme moulage, une coque acoustique dont la membrane et la suspension périphérique sont en un seul tenant et qui possèdent des rigidités différentes. Dans ce cas, le problème de la liaison entre la membrane rigide et la suspension ne se pose pas. Les conditions de rigidité et de fortes pertes sont obtenues pour la membrane qui reste semiwristalline et celles de souplesse et de fortes pertes sont acquises pour la suspension. It is for example possible to obtain, from a same molding, an acoustic shell whose membrane and the peripheral suspension are in one piece and which have different rigidities. In this case, the problem of the connection between the rigid membrane and the suspension does not arise. Rigidity conditions and high losses are obtained for the membrane which remains semiwristalline and those of flexibility and high losses are acquired for the suspension.
La figure 2 est une représentation en coupe d'une membrane de hautparleur. La coupe est effectuée selon un plan parallèle à l'axe de propagation des sons restitués On distingue la membrane 2 proprement dite, de forme tronconique, et sa suspension périphérique 3 qui possède généralement une forme corruguée. Le dispositif de la figure 2, désigné par la référence 4, peut être obtenu à partir d'un des copolymères cités qui sera choisi en fonction des rigidités désirées, pour les différentes parties du dispositif. Il est possible également dlvaccroître encore les pertes acoustiques de la membrane et de la suspension en ajoutant au mélange de polymères retenu une certaine quantité de polyméthyl métacrylate (PMMA), soit environ 20 à 30 % en volume.Cet ajout a pour effet de déplacer, aux fréquences audio, le maximum des pertes mécaniques vers une température un peu inférieure à la température ambiante. Les polymères cités acquérant des propriétés piézoélectriques lorsqu'ils sont soumis à une polarisation continue à température ambiante, le procédé selon l'invention est applicable à des membranes piézoélectriques, rigidifiées et polarisées, reliées à leur support par des suspensions souples, polarisées ou non. Figure 2 is a sectional representation of a speaker membrane. The section is made along a plane parallel to the axis of propagation of the restored sounds. The actual diaphragm 2, of frustoconical shape, and its peripheral suspension 3, which generally has a corrugated shape, are distinguished. The device of FIG. 2, designated by the reference 4, can be obtained from one of the abovementioned copolymers which will be chosen as a function of the desired rigidities, for the different parts of the device. It is also possible to further increase the acoustic losses of the membrane and the suspension by adding to the selected polymer mixture a certain amount of polymethyl methacrylate (PMMA), ie approximately 20 to 30% by volume.This addition has the effect of displacing, at audio frequencies, the maximum mechanical losses to a temperature slightly lower than the ambient temperature. The cited polymers acquiring piezoelectric properties when subjected to continuous polarization at ambient temperature, the method according to the invention is applicable to piezoelectric membranes, rigidified and polarized, connected to their support by flexible suspensions, polarized or not.
Le procédé selon l'invention comporte plusieurs variantes de mise en oeuvre, le principe directeur étant d'obtenir des régions de rigidités différentes. Une première variante consiste en une trempe globale du dispositif suivie d'un recuit partiel des zones à rigidifier. Une seconde variante consiste en un refroidissement lent de la membrane suivi d'une trempe portant sur les zones devant avoir une rigidité plus faible que le reste du dispositif. Pour ces deux variantes, il est tenu compte du fait que les matériaux polymères ou copolymères généralement employés possèdent une température de transition vitreuse inférieure à la température ambiante. De ce fait, la rigidité augmente avec le taux de cristallinité. On peut utiliser les deux variantes définies dessus pour réaliser des membranes ou coques acoustiques à raideur répartie.Les variantes vont porter, à titre non limitatif, sur des dispositifs du type représenté à la figure 2. The method according to the invention comprises several implementation variants, the guiding principle being to obtain regions of different rigidities. A first variant consists of an overall quenching of the device followed by partial annealing of the zones to be stiffened. A second variant consists of a slow cooling of the membrane followed by a quenching on the areas to have a lower rigidity than the rest of the device. For these two variants, it is taken into account that generally used polymeric or copolymeric materials have a glass transition temperature below room temperature. As a result, rigidity increases with the degree of crystallinity. The two variants defined above can be used to produce acoustic membranes or shells with distributed stiffness. The variants will bear, without limitation, devices of the type shown in FIG.
Selon la première variante du procédé, le dispositif subit une opération de trempe qui porte sur sa totalité. La trempe peut être réalisée par refroidissement rapide du moule qui a servi à former le dispositif avec une décroissance de la température supérieure à 10 C par seconde. On peut encore réaliser l'opération de trempe par démoulage et trempe dans l'eau à température ambiante. Il reste à effectuer un recuit partiel de la membrane du dispositif afin de lui conférer une plus grande rigidité. According to the first variant of the method, the device undergoes a quenching operation which relates to its entirety. The quenching can be carried out by rapid cooling of the mold which served to form the device with a decrease of the temperature greater than 10 C per second. The quenching operation can also be carried out by demolding and quenching in water at room temperature. It remains to perform a partial annealing of the membrane of the device to give it greater rigidity.
La figure 3 est une vue en coupe illustrative d'une façon d'assurer un recuit partiel pour le dispositif désigné sous la référence 4 dans la figure 2. Fig. 3 is an illustrative sectional view of a manner of providing partial annealing for the device designated as 4 in Fig. 2.
Le dispositif 4 est monté dans un encastrement qui enserre la suspension 3 et qui épouse le profil qui lui a été donné par le moulage. L'encastrement peut être réalisé au moyen de deux éléments complémentaires 10 et 11 en forme de couronne et réalisés en un matériau de très forte masse calorifique. Le recuit est effectué par jet d'air chaud sur l'une ou l'autre des faces de la membrane 2 ou sur ses deux faces à la fois. La température des jets d'air, ou de tout autre fluide assurant la même fonction, doit être suffisante pour assurer le recuit de la membrane 2. Les eléments d'encastrement 10 et 11 assurent le maintien de la suspension à une température proche de la température ambiante pendant la durée de l'opération de recuit.Il est possible éventuellement de maintenir de façon plus certaine la suspension à la température ambiante en refroidissant les éléments d'encastrement 10 et 11 par un fluide tel que l'eau circulant dans des conduits 12 prévus à cet effet.The device 4 is mounted in a recess which encloses the suspension 3 and which matches the profile which has been given to it by the molding. The embedding can be achieved by means of two complementary elements 10 and 11 in the form of a ring and made of a material of very high heat mass. The annealing is carried out by hot air jet on one or other of the faces of the membrane 2 or on both sides at a time. The temperature of the air jets, or any other fluid performing the same function, must be sufficient to ensure the annealing of the membrane 2. The embedding elements 10 and 11 ensure the maintenance of the suspension at a temperature close to ambient temperature during the duration of the annealing operation. It is possibly possible to maintain the suspension more securely at room temperature by cooling the embedding elements 10 and 11 with a fluid such as water flowing through ducts. 12 provided for this purpose.
I1 entre dans le cadre de l'invention d'assurer le recuit de la membrane 2 par tout autre moyen chauffant approprié tel que des résistances chauf- fantes ou un chauffage par rayonnement. It is within the scope of the invention to anneal the membrane 2 by any other appropriate heating means such as heating resistors or radiant heating.
Selon la seconde variante du procédé, la membrane est refroidie lentement tandis que la suspension subit une opération équivalant à la trempe. En effet, comme il a été dit plus haut, un retour lent en température après formage provoque un taux de cristallinité élevé donc une forte rigidité, tandis que la trempe favorise un faible taux de cristallinité donc une rigidité moindre. Cette double fonction peut être assurée par le mo':le qui a servi à former le dispositif 4. La figure 4 est une vue en coupe d'un meule capable de mettre en oeuvre la seconde variante du procédé.Ce moule comprend deux éléments complémentaires 20 et 21 qui permettent le formage a partir d'un polymère ou d'un copolymère introduit à l'état fondu entre les éléments 20 et 21, de dispositifs du type représenté à la figure 2. According to the second variant of the process, the membrane is cooled slowly while the suspension undergoes an operation equivalent to quenching. Indeed, as has been said above, a slow return to temperature after forming causes a high degree of crystallinity and therefore a high rigidity, while the quenching favors a low degree of crystallinity and therefore less rigidity. This dual function can be ensured by the means used to form the device 4. FIG. 4 is a sectional view of a grinding wheel capable of implementing the second variant of the process. This mold comprises two complementary elements. 20 and 21 which make it possible to form, from a polymer or a copolymer introduced in the molten state between the elements 20 and 21, devices of the type shown in FIG. 2.
Les éléments du moule peuvent cotre par exemple réalisés en acier inoxysda ble ou en bronze. Les parties du moule correspondant à la suspension du dispositif 3 sont refroidies rapidement, afin d'assurer l'opération de trempe de la suspension, par exemple par l'intermédiaire d'un fluide réfrigérant tel que jazz ee l'eau froide circulant dans des conduits 22. La membrane du dispositif ne devant etre refroidie o,ue très graduellement, il est préférable que l'un des éléments 2Ç ou 21 ou m:Te ses deux, comme il est représenté sur la figure 4 so!J équipé de résistances chauffantes représentées symbolique- inera: sous la référence 23.Le refroidissement lent et contrôlé peut alors être obtenu en baissant progressivement le courant qui parcourt les résis- tances 23. I1 est avantageux que les éléments 20 et 21 soient conçus de façon à isoler thermiquement et dans la mesure du possible les parties réfrigérées et les parties chauffantes. C'est le r8le que louent les étrangle- ments 24 et 25 respectivement pour les pièces 20 et 21.The elements of the mold can cut for example made of stainless steel or bronze. The parts of the mold corresponding to the suspension of the device 3 are rapidly cooled in order to ensure the quenching operation of the suspension, for example by means of a cooling fluid such as jazz and cold water flowing through 22. Since the membrane of the device must be cooled very gradually, it is preferable that one of the elements 2 or 21 or m 2 be its two, as shown in FIG. The slow and controlled cooling can then be obtained by progressively lowering the current flowing through the resistors 23. It is advantageous for the elements 20 and 21 to be designed so as to thermally isolate and where possible, refrigerated parts and heating parts. This is the role played by the throttles 24 and 25 respectively for parts 20 and 21.
Dans le cas où le dispositif obtenu par le procédé selon l'invention constitue la partie active d'un haut-parleur ou d'un microphone, il peut être nécessaire de le polariser. Les copolymères cités deviennent fortement piézoélectriques après polarisation continue à température amiante, pour des champs électriques appliqués compris entre 500 kVlcm et 1 MYlcm et des temps d'application de ces champs de l'ordre de quelques fractions de secondes à plusieurs minutes. Cette propriété remarquable est due à leur vrai caractère ferroélectrique.Lorsque la phase cristalline est complètement orientée électriquement, les coefficients piézoélectriques croissent avec le taux de cristallinité puisque la polarisation électrique rémanente augmente. Ces coefficients décroissent aux basses fréquences lorsque croît le module d'YOUNG donc le taux de cristallinité. In the case where the device obtained by the method according to the invention constitutes the active part of a loudspeaker or a microphone, it may be necessary to polarize it. The copolymers mentioned become strongly piezoelectric after continuous polarization at asbestos temperature, for applied electric fields between 500 kVlcm and 1 MYlcm and application times of these fields of the order of a few fractions of seconds to several minutes. This remarkable property is due to their true ferroelectric character. When the crystalline phase is completely electrically oriented, the piezoelectric coefficients increase with the degree of crystallinity since the remanent electric polarization increases. These coefficients decrease at low frequencies when the YOUNG modulus increases, thus the crystallinity rate.
De ce fait, aux fréquences audio, les coefficients piézoélectriques sont peu dépendants du taux de cristallinité; ceux atteignent pour les coefficients transversaux d31 = d32) environ 15.10-12 CN-1, soit 4 fois deux de Ihomopolymère PVF2 polarisé dans les mêmes xfltlons. Après mise en oeuvre du procédé de fabrication selon l'nne ou l'autre de ses variantes, la partie du dispositif à polariser est revêtue de mAllisations sur ses deux faces, par exemples par évaporation mélique. Elle est ensuite soumise, à température ambiante, au traitement de polarisation. As a result, at audio frequencies, the piezoelectric coefficients are not very dependent on the degree of crystallinity; those reached for the transverse coefficients d31 = d32) about 15 × 10 -12 CN-1, ie 4 times two of the homopolymer PVF2 polarized in the same xfltlons. After implementation of the manufacturing method according to one or other of its variants, the part of the device to be polarized is coated on both sides, for example by melal evaporation. It is then subjected, at ambient temperature, to the polarization treatment.
TABLEAU ll
<tb> P(VF2/TrFE) <SEP> avant <SEP> recuit <SEP> après <SEP> recuit
<tb> <SEP> E <SEP> Tg( C) <SEP> E <SEP> Tg( C)
<tb> <SEP> 109 <SEP> N.m-2 <SEP> 109 <SEP> N.m <SEP> 2 <SEP>
<tb> <SEP> 0/100 <SEP> 1 <SEP> - <SEP> 12 <SEP> 2 <SEP> - <SEP> 10
<tb> <SEP> 60/40 <SEP> 1,6 <SEP> - <SEP> 12 <SEP> 2,7 <SEP> - <SEP> 10
<tb> <SEP> 70/30 <SEP> 1,8 <SEP> - <SEP> 14 <SEP> 3,3 <SEP> - <SEP> 11 <SEP>
<tb> <SEP> 80/20 <SEP> 2,8 <SEP> - <SEP> 16 <SEP> 2,7 <SEP> - <SEP> 15
<tb> <SEP> 100/0 <SEP> 2,9 <SEP> -20 <SEP> 2,9 <SEP> -20
<tb> <tb> P (VF2 / TrFE) <SEP> before <SEP> annealing <SEP> after <SEP> annealing
<tb><SEP> E <SEP> Tg (C) <SEP> E <SEP> Tg (C)
<tb><SEP> 109 <SEP> Nm-2 <SEP> 109 <SEP> Nm <SEP> 2 <SEP>
<tb><SEP> 0/100 <SEP> 1 <SEP> - <SEP> 12 <SEP> 2 <SEP> - <SEP> 10
<tb><SEP> 60/40 <SEP> 1.6 <SEP> - <SEP> 12 <SEP> 2.7 <SEP> - <SEP> 10
<tb><SEP> 70/30 <SEP> 1.8 <SEP> - <SEP> 14 <SEP> 3.3 <SEP> - <SEP> 11 <SEP>
<tb><SEP> 80/20 <SEP> 2.8 <SEP> - <SEP> 16 <SEP> 2.7 <SEP> - <SEP> 15
<tb><SEP> 100/0 <SEP> 2.9 <SEP> -20 <SEP> 2.9 <SEP> -20
<Tb>
Claims (10)
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| FR8404744A FR2562369A1 (en) | 1984-03-27 | 1984-03-27 | Method of manufacturing a transducer diaphragm from a polymer material comprising portions with different stiffnesses and diaphragm obtained by this method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8404744A FR2562369A1 (en) | 1984-03-27 | 1984-03-27 | Method of manufacturing a transducer diaphragm from a polymer material comprising portions with different stiffnesses and diaphragm obtained by this method |
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ID=9302509
Family Applications (1)
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| Country | Link |
|---|---|
| FR (1) | FR2562369A1 (en) |
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|---|---|---|---|
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