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发表于 2009-11-21
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耳机知识入门：振膜的制造材料 s$ W5 @4 E4 x: @) W! v
5 _ {9 l" x" _& N; J5 W( G 振膜即振动的膜片，它的名字体现了其工作状态：振动，以及其某些物理特征：薄。振膜的制造材料多种多样，可以是金属的，也可以是塑料的，也可以是动植物纤维编织的，这些材料有着不一样的振动特点，也使得采用不同振膜的扬声器能发出不同风格的声音。: e9 r+ v$ G- v, ^, [! c; R
从振膜的材料上分类，大致可以分为有机和无机两大类，无机的主要有金属类以及玻璃纤维，有极少数的碳纤维。而有机主要有天然和人工合成两类，人 工合成的主要使用各类塑料以及化纤的材料，天然的则包括蚕丝、羊毛等动物纤维，还有棉丝、麻等植物纤维。这篇文章，主要介绍几种常见的振膜材料，随着材料 科技的快速发展，未来还会出现更多新型的材料用于振膜的设计，届时我们再发文补充。9 m4 Y" R+ O8 o7 b) i3 s
丝绢振膜( W5 b5 x7 c8 Z0 A/ U
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实际上，丝绢膜是丝膜和绢膜的合称，因为两者具有很高的相似性，因此常常合称为丝绢膜。它们都是常用蚕丝编制而成，差别是，“丝”是指的真丝， “绢”指的是绢丝，两者虽然都是蚕丝，但“品控”不同，真丝的纤维长，绢丝的纤维短，因此绢丝需要若干支通过“捻”的工艺来结成线，由绢丝编制出来的振膜 厚度会要高于丝膜，所以声音的表现力会稍差一些。丝与绢的差异，老外并不太明白，他们都理解为蚕丝[Silk]，包括日本，也使用“绢”来泛指两者，因此 在阅读一些外国文献时，要注意到这种理解差异，例如出口到日本的丝膜扬声器也被称为“绢膜”。3 {& y7 n: _% s3 {
丝膜、绢膜都很轻薄，适合作为高音振膜使用，但它某些物理特性需要改造，例如刚性不足等问题，因此丝和绢都需要加工后才能更好的工作，所以丝膜、绢膜一般都会涂刷一种特殊的胶，胶的配方并不统一，但应用原理均是为了改善丝绢的物理性能。
8 @4 g" W& Q! a) n7 b: l 丝绢膜扬声器具有相对柔和耐听的声学听感，瞬态、动态的表现均能获得大部分人的认同，因此大部分高音扬声器均采用丝绢振膜，相比其他材料，应用范围要广泛得多。
( C# l3 `7 S0 }* I: o 金属振膜
$ c& f& T" T2 D$ H 金属振膜也非常常见，金属振膜又主要分为三种，铝合金、钛合金和铍合金。最常见的是铝合金振膜，其次是钛合金，铍合金因为稀有以及具有毒性，因此极为少见。用于振膜制造的金属要求密度低、刚性好、延展性优秀等特点，铝、钛的合金具有这些特征且相对容易加工。9 U9 e8 r f/ T7 i q2 h
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% q7 M3 p; g, l6 ]; I' { 由于铝、钛合金的可以加工得极为轻薄且刚性优秀，因此这两种材质常常被用于高音扬声器设计当中。金属高音扬声器具有更高的频率响应特性，高频细 节丰富且瞬态优秀。但金属高音扬声器，容易出现毛刺的听感，易使人产生听觉疲劳。这需要一些其他技术来克服，例如在功放设计中进行适度的压制，或者在振膜 上做特殊的处理，例如氧化、涂刷特殊涂层。
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4 j# {( {: z. u, T# `" P) S 铝、钛合金并不止适合用于高音扬声器的制造。也较为广泛的运用于小口径的全频带或者低频扬声器设计当中，这类金属振膜扬声器，钛膜就很少见到了。主要以铝膜为主。
! i5 x2 b- Q5 H. y A9 Z) Y2 P8 { 铝膜有一种特殊的处理方式，即氧化，在铝膜表面形成一层氧化铝层，氧化铝是一种化学性质稳定，硬度很高，结构致密的物质，它附着在铝膜表层，使其构成多层复合结构以改善物理特性。
8 h) I8 {& Q/ j% u' l 塑料振膜. y, X* B7 C/ N/ y7 a3 y
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塑料是各类高分子化合物的统称，具体到每一种化合物时其物理特性又有所不同。但共同点是可塑性极高，易加工，成本低，但刚性较差，如果要获得较好的刚性，需要以增加振膜厚度为代价，它并不是理想的高音振膜材料，但由于成本优势，在低端音箱中有大量的采用。8 Q3 Y8 ?4 P4 {8 j
$ R$ d# m6 P- _1 e3 d P 塑料也可用于低频扬声器的振膜制造。
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) W1 K6 V8 Z% @: d4 D 随着材料科学以及加工技术的进步，塑料也可以加工成极为轻薄的材料，厚度仅为几微米。大部分的动圈耳机扬声器采用的就是塑料振膜，即便高达数千 元的动圈耳机，也主要使用的是塑料振膜，各家的塑料配方虽然不同，但都证明了塑料振膜亦可实现很好的声学性能。塑料刚性较差的特点依然存在，因此大部分耳 机用的振膜都进行了加强处理，例如使用大折环、压制螺旋形的强化纹等。
- ?+ v8 ^% e9 x) P 纸基振膜
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) [+ O7 W* R/ S. O, K( j, x! j 纸盆是低音扬声器最常见的一种振膜，顾名思义，它的材料就是纸。这种材料具有适中的强度以及阻尼，具有良好自然的听感，声音有感染力。但纸的缺 点也是相当明显的，它的一致性不好，远不如塑料与金属振膜。它也容易被环境干扰，其吸水性太大，潮湿的天气时会吸潮导致自重会加大并且刚度降低从而影响声 学性能。因此纸盆多有涂层处理来改善其缺点。- k( b3 Y3 [9 T& G
5 z. V }. i- R+ L, ] 在纸浆中加入其它纤维后，可以加工成更具特点的振膜，例如羊毛盆。羊毛盆并不是完全使用羊毛制造的振膜，而是纸基振膜，“纸”才是其基本属性。这种混合材料的盆具有一些更加突出的特点，例如羊毛盆，其声音表现就显得温暖易亲近，非常讨好人。
" v y: k1 m& H' Z" d2 i5 b4 }# C' C" [0 c 编织振膜5 ~7 Q- p( c$ o" [2 C
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玻璃纤维通过编织也可以加工成振膜，俗称防弹布盆。这种材料的优点就是刚性好，耐形变，声音的瞬态和力度表现好。但易显得生硬。
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" m1 V `% [: Z2 E 编织类的振膜并不多，但还能找到一些特殊的编织振膜。例如上图中低音振膜就是采用棉线编织并涂刷涂层后制成。; C: ^$ e8 Y! v9 G! }3 J
编织振膜没有太多共同点，决定它们声学特点的是其基础材料以及涂层。严格的说，丝绢膜也属于编织振膜的一种，但因为丝绢膜用量很大，往往被视为单独的一类。
7 }1 X+ j2 H4 t+ ]8 i/ e 勿以振膜论声
/ s+ g6 b y! F- w+ `; a 有一些朋友喜欢以振膜论声，最为典型就是见到金属的就认为会很吵或者认为解析力优秀。这其实是一种自我心理暗示。实际上，振膜只不过是众多设计 环节中的一部分，它能提供基础的声音特征，但这些特征可能随着声学结构、电气性能等等因素的改变而改变，决定音箱或耳机最终声音表现的，还得看整体的设 计。 |
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