音箱耳機入門系列(6):振膜的製造材料

2023-12-06 04:22:16 5

振膜即振動的膜片，它的名字體現了其工作狀態：振動，以及其某些物理特徵：薄。振膜的製造材料多種多樣，可以是金屬的，也可以是塑料的，也可以是動植物纖維編織的，這些材料有著不一樣的振動特點，也使得採用不同振膜的揚聲器能發出不同風格的聲音。

從振膜的材料上分類，大致可以分為有機和無機兩大類，無機的主要有金屬類以及玻璃纖維，有極少數的碳纖維。而有機主要有天然和人工合成兩類，人工合成的主要使用各類塑料以及化纖的材料，天然的則包括蠶絲、羊毛等動物纖維，還有棉絲、麻等植物纖維。這篇文章，主要介紹幾種常見的振膜材料，隨著材料科技的快速發展，未來還會出現更多新型的材料用于振膜的設計，屆時我們再發文補充。

絲絹振膜

絲絹振膜

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實際上，絲絹膜是絲膜和絹膜的合稱，因為兩者具有很高的相似性，因此常常合稱為絲絹膜。它們都是常用蠶絲編制而成，差別是，「絲」是指的真絲，「絹」指的是絹絲，兩者雖然都是蠶絲，但「品控」不同，真絲的纖維長，絹絲的纖維短，因此絹絲需要若干支通過「捻」的工藝來結成線，由絹絲編制出來的振膜厚度會要高於絲膜，所以聲音的表現力會稍差一些。絲與絹的差異，老外並不太明白，他們都理解為蠶絲[Silk]，包括日本，也使用「絹」來泛指兩者，因此在閱讀一些外國文獻時，要注意到這種理解差異，例如出口到日本的絲膜揚聲器也被稱為「絹膜」。

絲膜、絹膜都很輕薄，適合作為高音振膜使用，但它某些物理特性需要改造，例如剛性不足等問題，因此絲和絹都需要加工後才能更好的工作，所以絲膜、絹膜一般都會塗刷一種特殊的膠，膠的配方並不統一，但應用原理均是為了改善絲絹的物理性能。

絲絹膜揚聲器具有相對柔和耐聽的聲學聽感，瞬態、動態的表現均能獲得大部分人的認同，因此大部分高音揚聲器均採用絲絹振膜，相比其他材料，應用範圍要廣泛得多。

金屬振膜

金屬振膜也非常常見，金屬振膜又主要分為三種，鋁合金、鈦合金和鈹合金。最常見的是鋁合金振膜，其次是鈦合金，鈹合金因為稀有以及具有毒性，因此極為少見。用于振膜製造的金屬要求密度低、剛性好、延展性優秀等特點，鋁、鈦的合金具有這些特徵且相對容易加工。

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鈦具有輕巧，剛性好，用於製造振膜能有效提升高音響應，解析力出眾是鈦膜揚聲器的顯著特點。

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由於鋁、鈦合金的可以加工得極為輕薄且剛性優秀，因此這兩種材質常常被用於高音揚聲器設計當中。金屬高音揚聲器具有更高的頻率響應特性，高頻細節豐富且瞬態優秀。但金屬高音揚聲器，容易出現毛刺的聽感，易使人產生聽覺疲勞。這需要一些其他技術來克服，例如在功放設計中進行適度的壓制，或者在振膜上做特殊的處理，例如氧化、塗刷特殊塗層。

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鋁、鈦合金並不止適合用於高音揚聲器的製造。也較為廣泛的運用於小口徑的全頻帶或者低頻揚聲器設計當中，這類金屬振膜揚聲器，鈦膜就很少見到了。主要以鋁膜為主。

鋁膜有一種特殊的處理方式，即氧化，在鋁膜表面形成一層氧化鋁層，氧化鋁是一種化學性質穩定，硬度很高，結構緻密的物質，它附著在鋁膜表層，使其構成多層複合結構以改善物理特性。

塑料振膜

塑料振膜

塑料是各類高分子化合物的統稱，具體到每一種化合物時其物理特性又有所不同。但共同點是可塑性極高，易加工，成本低，但剛性較差，如果要獲得較好的剛性，需要以增加振膜厚度為代價，它並不是理想的高音振膜材料，但由於成本優勢，在低端音箱中有大量的採用。

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另外，塑料也可用於低頻揚聲器的振膜製造。

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隨著材料科學以及加工技術的進步，塑料也可以加工成極為輕薄的材料，厚度僅為幾微米。大部分的動圈耳機揚聲器採用的就是塑料振膜，即便高達數千元的動圈耳機，也主要使用的是塑料振膜，各家的塑料配方雖然不同，但都證明了塑料振膜亦可實現很好的聲學性能。塑料剛性較差的特點依然存在，因此大部分耳機用的振膜都進行了加強處理，例如使用大折環、壓制螺旋形的強化紋等。

紙基振膜

紙質振膜[紙盆]

紙盆是低音揚聲器最常見的一種振膜，顧名思義，它的材料就是紙。這種材料具有適中的強度以及阻尼，具有良好自然的聽感，聲音有感染力。但紙的缺點也是相當明顯的，它的一致性不好，遠不如塑料與金屬振膜。它也容易被環境幹擾，其吸水性太大，潮溼的天氣時會吸潮導致自重會加大並且剛度降低從而影響聲學性能。因此，紙盆多有塗層處理來改善其缺點。