一种陶瓷振膜及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种陶瓷振膜及其制备方法，所述陶瓷振膜包括基材层以及覆盖在所述基材层表面的钛系陶瓷层，所述制备方法包括如下步骤：先将所述基材层在模具上冲切成型，然后采用真空离子镀膜在冲切成型后的基材层表面沉积钛系陶瓷层。本发明专利技术所述陶瓷振膜不仅可以解决超高频40kHz以上的声学曲线参数失真问题，达到预期的声学性能参数，还可以提高基材层和钛系陶瓷层的结合度，具有更优异的耐腐蚀性能、防水性能和力学性能，而且可以调节基材颜色。

【技术实现步骤摘要】
一种陶瓷振膜及其制备方法
本专利技术涉及振膜
，具体涉及一种陶瓷振膜及其制备方法。
技术介绍
振膜是扬声器振动系统的关键部件，振膜的性能在很大程度上决定了扬声器的有效频率范围、失真性能以及音质。目前，为了达到所需声学特征，大部分振膜使用高分子复合材料、金属薄膜、纤维纸等原料，虽然在中低频段上有良好的声学性能，但是在超高频段上的声学曲线总是差强人意，同时金属薄膜不能长久保持结构稳定，易发生腐蚀问题，纤维纸本身为吸水材料，需要做防水处理，又会影响整体模量与声学参数。为了解决上述问题，研究人员开发出了一种使用陶瓷材料的陶瓷振膜。然而，市面上的陶瓷振膜主要分为陶瓷层、粘附层和基材层三个部分。其中，陶瓷层主要为氧化铝、氧化锆和二氧化硅等，粘附层成分有丙烯酸类、环氧类等，基材为常规膜片、金属或陶瓷。例如CN210958776U公开了一种扬声器陶瓷振膜结构，包括薄膜层本体，所述薄膜层本体包括有氧化锆层薄膜层、氧化铝黏附层和聚酰亚胺柔性衬底层，所述氧化锆层薄膜层、氧化铝黏附层和聚酰亚胺柔性衬底层从上至下依次排列，将陶瓷振膜材料应用在扬声器振膜中，可实现高达25kHz高音信号的保真传输。然而，现有的陶瓷振膜具有如下缺点：由于粘附层主要为胶黏剂组成，其固化后耐温及本身粘接性易导致粘附层发生破裂，从而导致振膜失效；由于现有的陶瓷振膜属于多层成型，需要先烧结陶瓷再进行热压，加工流程较复杂，管控参数较多，不利于大规模生产。此外，纯陶瓷振膜主要为锆系陶瓷、镁铝氧化物陶瓷等，其本身为多孔结构，延展性较低，易发生破裂。综上所述，目前亟需开发一种新型的陶瓷振膜及其制备方法，不仅可以解决超高频40kHz以上的声学曲线参数失真问题，达到预期的声学性能参数，还可以提高基材层和钛系陶瓷层的结合度，具有更优异的耐腐蚀性能、防水性能和力学性能，而且可以调节基材颜色。
技术实现思路
鉴于现有技术中存在的问题，本专利技术提供了一种陶瓷振膜及其制备方法，所述陶瓷振膜包括基材层以及覆盖在所述基材层表面的钛系陶瓷层，所述制备方法采用真空离子镀膜技术在基材层表面沉积钛系陶瓷层。本专利技术所述陶瓷振膜不仅可以解决超高频40kHz以上的声学曲线参数失真问题，达到预期的声学性能参数，还可以提高基材层和钛系陶瓷层的结合度，具有更优异的耐腐蚀性能、防水性能和力学性能，而且可以调节基材颜色。为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：本专利技术的目的之一在于提供一种陶瓷振膜，所述陶瓷振膜包括基材层以及覆盖在所述基材层表面的钛系陶瓷层。本专利技术所述陶瓷振膜没有粘附层，而是直接将钛系陶瓷层覆盖在基材层表面，有效避免了粘附层破裂或多层粘结成型所造成的声学性能较差等问题，一方面，可以解决超高频40kHz以上的声学曲线参数失真问题，达到预期的声学性能参数，音质清晰透彻，另一方面，可以提高基材层和钛系陶瓷层的结合度，所述陶瓷振膜由于表层的钛系陶瓷层具有分子间结构紧密的特点，无第二相、晶间腐蚀等其他因素影响，耐腐蚀性能优异，无需额外的防腐蚀表面处理，同时减少了工艺流程，增加了产品良率，所述陶瓷振膜整体无通孔或细小通道，表面防水效果优异，无需防水处理即可达到IPX7级防水效果，所述陶瓷振膜的柔韧度优异，断后伸长率可以达到50％以上，可以有效地避免在加工、检测、包装、运输过程中由于挤压磕碰使振膜碎裂，而且，由于沉积钛系陶瓷层可以通过调节输入气氛量改变表面颜色，使得陶瓷振膜表面色彩丰富多变，可以满足大众消费者对外观的追求。作为本专利技术优选的技术方案，所述基材层包括聚酰亚胺膜片、聚醚醚酮膜片、涤纶树脂膜片或聚酯树脂膜片中的任意一种或至少两种的组合。本专利技术所述基材层选用耐高温的高分子膜片，不仅可以为目标陶瓷振膜提供具有较高杨氏模量的发声基材，还可以满足附着钛系陶瓷层所需的韧性要求和耐温需求。优选地，所述钛系陶瓷层包括氮化钛陶瓷层和/或碳化钛陶瓷层。本专利技术所述氮化钛陶瓷层以及碳化钛陶瓷层均具有较高的杨氏模量，较低的密度，从而使得比模量较高，具有良好的声学性能，在于基材层结合后，可以有效解决超高频40kHz以上的声学曲线参数失真问题。优选地，所述基材层的厚度为35-45μm，例如35μm、37μm、39μm、40μm、41μm、42μm、44μm或45μm等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。优选地，所述钛系陶瓷层的厚度为3-15μm，例如3μm、5μm、7μm、8μm、10μm、12μm、14μm或15μm等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。作为本专利技术优选的技术方案，在所述基材层与所述钛系陶瓷层之间设置金属钛层。本专利技术所述金属钛层不仅有助于钛系陶瓷层附着在基材层上，还可以增加钛系陶瓷层的韧性。优选地，所述金属钛层的厚度为0.3-2μm，例如0.3μm、0.5μm、0.7μm、1μm、1.2μm、1.5μm、1.7μm或2μm等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。本专利技术的目的之二在于提供一种目的之一所述陶瓷振膜的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：先将所述基材层在模具上冲切成型，然后采用真空离子镀膜在冲切成型后的基材层表面沉积钛系陶瓷层。本专利技术所述制备方法采用真空离子镀膜技术在基材层表面沉积钛系陶瓷层，即利用高电压将真空体系中的钛靶材表面原子电离，在气氛中形成钛系粒子，进而高速轰击基材层表面形成钛系陶瓷层，不仅提高了基材层和钛系陶瓷层之间的结合度，远优于粘附剂的粘附力，还降低了孔隙率，声音的纯净度远优于烧结成型的钛系陶瓷层，而且沉积形成的钛系陶瓷层可以调节基材颜色，满足工业设计对外观的特殊需求。作为本专利技术优选的技术方案，所述真空离子镀膜包括如下内容：先将钛靶材以及所述冲切成型后的基材层放置在真空离子镀膜机的腔体内进行固定，再进行辉光清洗，然后进行所述沉积钛系陶瓷层。值得说明的是，本专利技术所述真空离子镀膜需要准备两个靶材，其中至少一个靶材为钛靶材，然后将两个靶材固定在腔体内的两个固定点处，再通过夹具固定冲切成型后的基材层并确保其位于两个靶材的中间位置，使得基材层表面可以充分接触靶材表面电离出的粒子颗粒；此外，当钛系陶瓷层为氮化钛陶瓷层时，两个靶材均为钛靶材，在氮气气氛中进行化学气相沉积形成氮化钛陶瓷层，当钛系陶瓷层为碳化钛陶瓷层时，两个靶材分别为一个钛靶材和一个碳靶材，在氩气气氛中进行化学气相沉积形成碳化钛陶瓷层。作为本专利技术优选的技术方案，在所述固定之后，所述辉光清洗之前，打开真空阀抽真空，加热使箱内温度在80-120℃，例如80℃、90℃、100℃、110℃或120℃等，直到气压为(1-1.5)×10-3Pa，例如1×10-3Pa、1.1×10-3Pa、1.2×10-3Pa、1.3×10-3Pa、1.4×10-3Pa或1.5×10-3Pa等，停止加热，上述数值范围并不仅限于所列举的数值，数值范围内其他未列举的数值同样适用。优选地，所述辉光清洗在氩气气氛中进行。优选地，所述辉光清洗的时间本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种陶瓷振膜，其特征在于，所述陶瓷振膜包括基材层以及覆盖在所述基材层表面的钛系陶瓷层。/n

【技术特征摘要】
1.一种陶瓷振膜，其特征在于，所述陶瓷振膜包括基材层以及覆盖在所述基材层表面的钛系陶瓷层。


2.根据权利要求1所述的陶瓷振膜，其特征在于，所述基材层包括聚酰亚胺膜片、聚醚醚酮膜片、涤纶树脂膜片或聚酯树脂膜片中的任意一种或至少两种的组合；
优选地，所述钛系陶瓷层包括氮化钛陶瓷层和/或碳化钛陶瓷层；
优选地，所述基材层的厚度为35-45μm；
优选地，所述钛系陶瓷层的厚度为3-15μm。


3.根据权利要求1或2所述的陶瓷振膜，其特征在于，在所述基材层与所述钛系陶瓷层之间设置金属钛层；
优选地，所述金属钛层的厚度为0.3-2μm。


4.一种权利要求1-3任一项所述陶瓷振膜的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：
先将所述基材层在模具上冲切成型，然后采用真空离子镀膜在冲切成型后的基材层表面沉积钛系陶瓷层。


5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述真空离子镀膜包括如下内容：先将钛靶材以及所述冲切成型后的基材层放置在真空离子镀膜机的腔体内进行固定，再进行辉光清洗，然后进行所述沉积钛系陶瓷层。


6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，在所述固定之后，所述辉光清洗之前，打开真空阀抽真空，加热使箱内温度在80-120℃，直到气压为(1-1.5)×10-3Pa，停止加热；
优选地，所述辉光清洗在氩气气氛中进行；
优选地，所述辉光清洗的时间为3-10min。


7.根据权利要求5或6所述的制备方法，其特征在于，所述沉积钛系陶瓷层的靶材电流为60-80A；
优选地，所述沉积钛系陶瓷层的负偏压为100-200V；
优选地，所述沉积钛系陶瓷层的沉积...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘雪键，谢守华，黄汉雄，王世伟，
申请(专利权)人：国光电器股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44