專利名稱：定心支片及具有該定心支片的揚(yáng)聲器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種定心支片以及具有該定心支片的揚(yáng)聲器。
背景技術(shù)：
一般的電動(dòng)式揚(yáng)聲器通常包括一支架、一音圈、一音圈骨架、一磁場(chǎng)系統(tǒng)、一定心 支片(Damper)及一振動(dòng)膜。所述磁場(chǎng)系統(tǒng)、振動(dòng)膜及定心支片通過所述支架固定。所述磁 場(chǎng)系統(tǒng)具有一充滿恒磁場(chǎng)的磁場(chǎng)間隙，所述音圈骨架的一端的外圍被所述音圈纏繞。該音 圈骨架收容于所述磁場(chǎng)系統(tǒng)中的磁場(chǎng)間隙，該音圈骨架相對(duì)的另一端固接于所述振膜。該 定心支片為一環(huán)形結(jié)構(gòu)，其內(nèi)緣套設(shè)在所述音圈骨架上，該定心支片的外緣固定在所述支 架上。當(dāng)所述音圈接收到一音頻信號(hào)時(shí)，該音圈在所述磁場(chǎng)間隙中的磁場(chǎng)下沿其軸向反復(fù) 振動(dòng)，從而通過該音圈骨架推動(dòng)振動(dòng)膜做活塞運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而推動(dòng)周圍空氣運(yùn)動(dòng)，發(fā)出聲波。同 時(shí)，該定心支片也隨著該音圈骨架反復(fù)振動(dòng)。所述定心支片的主要作用是使該音圈及音圈骨架在該磁場(chǎng)間隙中沿其軸向振動(dòng)， 同時(shí)限制該音圈及音圈骨架的橫向移動(dòng)。即該定心支片主要用來保持該音圈及音圈骨架在 所述磁場(chǎng)間隙中的正確位置，確保該音圈及音圈骨架不與所述磁場(chǎng)系統(tǒng)接觸，從而使該揚(yáng) 聲器具有更高的能量轉(zhuǎn)化效率。從所述定心支片的主要作用可看出，所述定心支片應(yīng)該具 有質(zhì)量輕及強(qiáng)度高的特點(diǎn)。從而使所述揚(yáng)聲器具有較高的發(fā)聲效率及能夠承受大的發(fā)聲功 率。傳統(tǒng)的定心支片大多為由亞麻布浸潤(rùn)酚醛樹脂后熱壓制成的具有同心圓波紋的 圓環(huán)結(jié)構(gòu)。由于材料的限制，所述定心支片難以兼顧高比強(qiáng)度及低質(zhì)量的特征。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，確有必要提供一種能進(jìn)一步減小質(zhì)量及提高比強(qiáng)度的定心支片及具有 該定心支片的揚(yáng)聲器。一種定心支片，該定心支片具有振紋，且該定心支片的中央處具有一通孔。該定心 支片為一層狀碳納米管復(fù)合結(jié)構(gòu)。該層狀碳納米管復(fù)合結(jié)構(gòu)包括一碳納米管膜結(jié)構(gòu)及一無 定形碳結(jié)構(gòu)。該碳納米管膜結(jié)構(gòu)具有多個(gè)微孔。該無定形碳結(jié)構(gòu)包括多個(gè)無定形碳顆粒填 充在所述微孔中?！N定心支片，其為一層狀碳納米管復(fù)合結(jié)構(gòu)形成的具有同心圓波紋的圓環(huán)結(jié) 構(gòu)。該層狀碳納米管復(fù)合結(jié)構(gòu)為一碳納米管膜結(jié)構(gòu)與無定形碳復(fù)合構(gòu)成。一種定心支片，該定心支片為一斷面呈破浪形的層狀碳納米管復(fù)合結(jié)構(gòu)。該層狀 碳納米管復(fù)合結(jié)構(gòu)的中央處具有一通孔。該層狀碳納米管復(fù)合結(jié)構(gòu)包括一無定形碳結(jié)構(gòu)及 多個(gè)碳納米管。該多個(gè)碳納米管以自支撐的碳納米管膜結(jié)構(gòu)的形式設(shè)置于該無定形碳結(jié)構(gòu) 中。該無定形碳結(jié)構(gòu)與所述多個(gè)碳納米管通過范德華力及共價(jià)鍵相結(jié)合。一種揚(yáng)聲器，其包括一支架、一磁場(chǎng)系統(tǒng)、一音圈、一音圈骨架、一振動(dòng)膜及一定心 支片。所述磁場(chǎng)系統(tǒng)、音圈、音圈骨架、振動(dòng)膜及定心支片通過所述支架固定。所述音圈收容于所述磁場(chǎng)系統(tǒng)，并設(shè)置在所述音圈骨架外表面。所述振動(dòng)膜及定心支片的一端固定在 所述支架，另一端固定在音圈骨架。該定心支片具有振紋，且該定心支片的中央處具有一通 孔。該定心支片為一層狀碳納米管復(fù)合結(jié)構(gòu)。該層狀碳納米管復(fù)合結(jié)構(gòu)包括一碳納米管膜 結(jié)構(gòu)及一無定形碳結(jié)構(gòu)。該碳納米管膜結(jié)構(gòu)具有多個(gè)微孔。該無定形碳結(jié)構(gòu)包括多個(gè)無定 形碳顆粒填充在該微孔中。與現(xiàn)有技術(shù)相比較，所述定心支片中采用的碳納米管及無定形碳顆粒均為碳素材 料，碳素材料具有較小的密度，因此該碳納米管及無定形碳顆粒制成的定心支片具有較小 的質(zhì)量。同時(shí)，由于碳納米管本身具有優(yōu)異的機(jī)械性能，因此由多個(gè)碳納米管形成的碳納米 管膜結(jié)構(gòu)也就具有優(yōu)異的機(jī)械性能；而所述無定形碳顆粒分散在所述碳納米管膜結(jié)構(gòu)中， 可增加該層狀碳納米管復(fù)合結(jié)構(gòu)的致密性及碳納米管之間的結(jié)合力，進(jìn)一步增加該層狀碳 納米管復(fù)合結(jié)構(gòu)的比強(qiáng)度。因此，當(dāng)所述定心支片隨音圈骨架振動(dòng)時(shí)，其由振動(dòng)所形成的形 變、應(yīng)力以及張力可全部傳遞或者分擔(dān)給每一碳納米管及無定形碳顆粒，使該定心支片具 有較高的比強(qiáng)度。


圖1是本發(fā)明第一實(shí)施例揚(yáng)聲器的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是圖1中揚(yáng)聲器的剖視結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是圖1中揚(yáng)聲器中的定心支片的結(jié)構(gòu)示意圖。圖4是圖3所示的定心支片中的碳納米管膜結(jié)構(gòu)內(nèi)部復(fù)合有無定形碳顆粒時(shí)的局 部放大結(jié)構(gòu)示意圖。圖5是圖3中定心支片沿V-V方向的剖視圖。圖6是本發(fā)明第二實(shí)施例揚(yáng)聲器的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式以下將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。請(qǐng)參閱圖1及圖2，本發(fā)明第一實(shí)施例提供一種揚(yáng)聲器100，其包括一支架110、一 磁場(chǎng)系統(tǒng)120、一音圈130、一音圈骨架140、一振動(dòng)膜150及一定心支片160。所述磁場(chǎng)系 統(tǒng)120、音圈130、音圈骨架140、振動(dòng)膜150及定心支片160通過所述支架110固定。所述 音圈130設(shè)置在所述音圈骨架140 —端的外表面且與該音圈骨架140 —起收容于所述磁場(chǎng) 系統(tǒng)120。所述振動(dòng)膜150及定心支片160的一端固定在所述支架110上，另一端固定在音 圈骨架140上。所述支架110為一端開口的圓臺(tái)形結(jié)構(gòu)，其具有一空腔111及一底部112。該空腔 111容設(shè)所述振膜150以及定心支片160。該底部112還具有一中心孔113，該中心孔113 用于套設(shè)所述磁場(chǎng)系統(tǒng)120。該支架110通過底部112與磁場(chǎng)系統(tǒng)120相對(duì)固定。所述磁場(chǎng)系統(tǒng)120包括一導(dǎo)磁下板121、一導(dǎo)磁上板122、一磁體123及一導(dǎo)磁芯 柱124，所述磁體123相對(duì)的兩端分別由同心設(shè)置的導(dǎo)磁下板121及導(dǎo)磁上板122所夾持。 所述導(dǎo)磁上板122及磁體123均為環(huán)狀結(jié)構(gòu)，所述導(dǎo)磁上板122及磁體123在所述磁場(chǎng)系 統(tǒng)中圍成一柱形空間。所述導(dǎo)磁芯柱1 容置于所述柱形空間并穿過所述中心孔113。該 導(dǎo)磁芯柱124自所述導(dǎo)磁下板121往導(dǎo)磁上板122沿伸而出且與所述磁體123形成一環(huán)形磁場(chǎng)間隙125用于容置所述音圈130。所述磁場(chǎng)間隙125中具有一定磁感應(yīng)密度的恒磁場(chǎng)。 該磁場(chǎng)系統(tǒng)120通過所述導(dǎo)磁上板122與底部112固接，其連接方法可以為螺接、配合固定 或粘結(jié)等。在本實(shí)施例中，該導(dǎo)磁上板122與底部112通過螺接固定。所述音圈130容置于所述磁場(chǎng)間隙125，其為揚(yáng)聲器100的驅(qū)動(dòng)單元，該音圈130 為較細(xì)的導(dǎo)線在所述音圈骨架140繞制而形成，優(yōu)選地，所述導(dǎo)線為漆包線。當(dāng)所述音圈 130接收到音頻電信號(hào)時(shí)，該音圈130產(chǎn)生隨音頻電流而變化的磁場(chǎng)，此變化的磁場(chǎng)與磁場(chǎng) 空隙125中的恒磁場(chǎng)之間發(fā)生相互作用，迫使該音圈130產(chǎn)生振動(dòng)。所述音圈骨架140為中空管狀結(jié)構(gòu)，其與所述導(dǎo)磁芯柱124同心設(shè)置且套設(shè)于所 述導(dǎo)磁芯柱1 且部分收容于所述磁場(chǎng)間隙125。該音圈骨架140與所述導(dǎo)磁芯柱IM相 互間隔。該音圈骨架140的外表面與所述音圈130固接，且其遠(yuǎn)離所述磁場(chǎng)系統(tǒng)120的一 端固接在所述振動(dòng)膜150的中心位置。當(dāng)所述音圈骨架140隨音圈130振動(dòng)時(shí)，帶動(dòng)所述 振動(dòng)膜150振動(dòng)，從而使所述振動(dòng)膜150周圍的空氣發(fā)生膨脹，產(chǎn)生聲波。所述振動(dòng)膜150為所述揚(yáng)聲器100的發(fā)聲單元。該振動(dòng)膜150的形狀不限，與其 具體應(yīng)用有關(guān)，如當(dāng)所述振動(dòng)膜150應(yīng)用于大型揚(yáng)聲器100時(shí)，該振動(dòng)膜150可為一空心且 倒立的圓錐體結(jié)構(gòu)；當(dāng)所述振動(dòng)膜150應(yīng)用于微型振動(dòng)膜150時(shí)，該振動(dòng)膜150可為一圓片 狀結(jié)構(gòu)。在本實(shí)施例中，所述振動(dòng)膜150為一空心且倒立的圓錐體結(jié)構(gòu)，其頂端或中心與所 述音圈骨架140通過粘結(jié)的方式固接，該振動(dòng)膜150的外緣與所述支架110活動(dòng)連接。請(qǐng)參閱圖3，本發(fā)明第一實(shí)施例提供一種定心支片160，所述定心支片160的形狀 與大小不限，可以根據(jù)實(shí)際需要制備。所述定心支片160可以具有振紋、且該定心支片160 的振紋的幾何形狀包括鋸齒形、波浪形或漸開線形等。該定心支片160的中央處具有一通 孔161。本實(shí)施例中，所述定心支片160為一圓環(huán)片體，其斷面呈波峰與波谷交替的波浪形。 具體地，所述定心支片160為多個(gè)同心圓環(huán)構(gòu)成的圓環(huán)片體，所述通孔161位于同心圓環(huán)的 中心。所述通孔161的大小和形狀與揚(yáng)聲器100中的音圈骨架140的大小相對(duì)應(yīng)，以便組 裝揚(yáng)聲器時(shí)可以使音圈骨架140穿過該通孔161。所述定心支片160可以通過熱壓的方式 形成。所述定心支片160的厚度為大于等于1微米且小于等于2毫米。進(jìn)一步，所述定心支片160上可以設(shè)置有多個(gè)導(dǎo)線(圖未示)。所述導(dǎo)線用來向音 圈130提供電流，從而使音圈130在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)。所述導(dǎo)線通過粘結(jié)劑固定于該定心支片 160表面。將導(dǎo)線固定于定心支片160上，可以減緩振動(dòng)過程中導(dǎo)線受到的拉力，從而使導(dǎo) 線與音圈130等元件的連接處不易斷開。請(qǐng)參見圖4及圖5，所述定心支片160為一層狀碳納米管復(fù)合結(jié)構(gòu)，該層狀碳納米 管復(fù)合結(jié)構(gòu)包括一碳納米管膜結(jié)構(gòu)162及一無定形碳結(jié)構(gòu)163。該碳納米管膜結(jié)構(gòu)162包括多個(gè)碳納米管。進(jìn)一步地，該碳納米管膜結(jié)構(gòu)162具 有由該多個(gè)碳納米管形成的多個(gè)微孔1621。具體地，相鄰的碳納米管通過范德華力結(jié)合，使 該多個(gè)碳納米管形成一自支撐的碳納米管膜結(jié)構(gòu)。所述多個(gè)無定形碳顆粒1631 (Amorphous carbon)通過共價(jià)鍵相結(jié)合，形成一無定形碳結(jié)構(gòu)163。所謂“自支撐結(jié)構(gòu)”即該碳納米管 膜結(jié)構(gòu)162無需通過一支撐體支撐，也能保持自身特定的形狀。由于該自支撐的碳納米管 膜結(jié)構(gòu)162中大量的碳納米管通過范德華力相互吸引，從而使該碳納米管膜結(jié)構(gòu)162具有 特定的形狀，形成一自支撐結(jié)構(gòu)。所述碳納米管膜結(jié)構(gòu)162可為由至少一碳納米管膜形成 的膜狀結(jié)構(gòu)，當(dāng)所述碳納米管膜結(jié)構(gòu)162包括多個(gè)碳納米管膜時(shí)，該多個(gè)碳納米管膜層疊設(shè)置，相鄰的碳納米管膜通過范德華力相結(jié)合。該碳納米管膜可以是碳納米管拉膜、碳納米 管絮化膜或碳納米管碾壓膜。所述碳納米管膜結(jié)構(gòu)162可包括至少一碳納米管拉膜，該碳納米管拉膜為從碳納 米管陣列中直接拉取獲得的一種具有自支撐性的碳納米管膜。每一碳納米管拉膜包括多個(gè) 基本平行且平行于碳納米管拉膜表面排列的碳納米管。具體地，所述多個(gè)碳納米管通過范 德華力首尾相連且基本沿同一方向擇優(yōu)取向排列。可以理解，由于該自支撐的碳納米管拉 膜中大量的碳納米管通過范德華力相互吸引并通過范德華力首尾相連，從而使該碳納米管 拉膜具有特定的形狀，形成一自支撐結(jié)構(gòu)。該碳納米管片段具有任意的寬度、厚度、均勻性 及形狀。所述碳納米管拉膜的厚度為0. 5納米 100微米，寬度與拉取該碳納米管拉膜的 碳納米管陣列的尺寸有關(guān)，長(zhǎng)度不限。當(dāng)所述碳納米管膜結(jié)構(gòu)162包括層疊設(shè)置的多層碳納米管拉膜時(shí)，相鄰兩層碳納 米管拉膜中的擇優(yōu)取向排列的碳納米管之間形成一交叉角度α，α大于等于0度小于等于 90度。所述多個(gè)碳納米管拉膜之間和/或一個(gè)碳納米管拉膜之中的相鄰的碳納米管之間具 有一定間隙，從而在碳納米管膜結(jié)構(gòu)162中形成多個(gè)微孔1621，該微孔1621的孔徑約小于 10微米。所述碳納米管膜結(jié)構(gòu)162可為一碳納米管絮化膜，該碳納米管絮化膜為將一碳納 米管原料絮化處理獲得的一自支撐的碳納米管膜。該碳納米管絮化膜包括相互纏繞且均 勻分布的碳納米管。碳納米管的長(zhǎng)度大于10微米，優(yōu)選為200 900微米，從而使碳納米 管相互纏繞在一起。所述碳納米管之間通過范德華力相互吸引、分布，形成網(wǎng)絡(luò)狀結(jié)構(gòu)。由 于該自支撐的碳納米管絮化膜中大量的碳納米管通過范德華力相互吸引并相互纏繞，從而 使該碳納米管絮化膜具有特定的形狀，形成一自支撐結(jié)構(gòu)。所述碳納米管絮化膜各向同性。 所述碳納米管絮化膜中的碳納米管為均勻分布，無規(guī)則排列，形成大量的微孔1621結(jié)構(gòu)， 微孔1621孔徑約小于10微米。所述碳納米管絮化膜的長(zhǎng)度和寬度不限。由于在碳納米管 絮化膜中，碳納米管相互纏繞，因此該碳納米管絮化膜具有很好的柔韌性，且為一自支撐結(jié) 構(gòu)，可以彎曲折疊成任意形狀而不破裂。所述碳納米管絮化膜的面積及厚度均不限，厚度為 1微米 1毫米，優(yōu)選為100微米。所述碳納米管膜結(jié)構(gòu)162可為一碳納米管碾壓膜，該碳納米管碾壓膜為通過碾壓 一碳納米管陣列獲得的一種具有自支撐性的碳納米管膜。該碳納米管碾壓膜包括均勻分布 的碳納米管，碳納米管沿同一方向或不同方向擇優(yōu)取向排列。所述碳納米管碾壓膜中的碳 納米管相互部分交疊，并通過范德華力相互吸引，緊密結(jié)合，使得該碳納米管膜結(jié)構(gòu)162具 有很好的柔韌性，可以彎曲折疊成任意形狀而不破裂。且由于碳納米管碾壓膜中的碳納米 管之間通過范德華力相互吸引，緊密結(jié)合，使碳納米管碾壓膜為一自支撐的結(jié)構(gòu)。所述碳納 米管碾壓膜中的碳納米管與形成碳納米管陣列的生長(zhǎng)基底的表面形成一夾角β，其中，β 大于等于0度且小于等于15度，該夾角β與施加在碳納米管陣列上的壓力有關(guān)，壓力越 大，該夾角越小，優(yōu)選地，該碳納米管碾壓膜中的碳納米管平行于該生長(zhǎng)基底排列。該碳納 米管碾壓膜為通過碾壓一碳納米管陣列獲得，依據(jù)碾壓的方式不同，該碳納米管碾壓膜中 的碳納米管具有不同的排列形式。具體地，碳納米管可以無序排列；當(dāng)沿不同方向碾壓時(shí)， 碳納米管沿不同方向擇優(yōu)取向排列；當(dāng)沿同一方向碾壓時(shí)，碳納米管沿一固定方向擇優(yōu)取 向排列。該碳納米管碾壓膜中碳納米管的長(zhǎng)度大于50微米。
該碳納米管碾壓膜的面積和厚度不限，可根據(jù)實(shí)際需要選擇。該碳納米管碾壓膜 的面積與碳納米管陣列的尺寸基本相同。該碳納米管碾壓膜厚度與碳納米管陣列的高度以 及碾壓的壓力有關(guān)，可為1微米 1毫米?？梢岳斫?，碳納米管陣列的高度越大而施加的壓 力越小，則制備的碳納米管碾壓膜的厚度越大；反之，碳納米管陣列的高度越小而施加的壓 力越大，則制備的碳納米管碾壓膜的厚度越小。所述碳納米管碾壓膜之中的相鄰的碳納米 管之間具有一定間隙，從而在碳納米管碾壓膜中形成多個(gè)微孔1621，微孔1621的孔徑約小 于10微米。當(dāng)碳納米管以一定規(guī)則有序排列，在該碳納米管排列方向上，該碳納米管膜能夠 充分利用碳納米管軸向具有的較大強(qiáng)度及楊氏模量，從而使該碳納米管膜沿其中碳納米管 的排列方向具有較大強(qiáng)度及楊氏模量。因此，可根據(jù)定心支片160需要增加強(qiáng)度及楊氏模 量的位置及方向通過改變?cè)撎技{米管膜的設(shè)置方向，改變?cè)摱ㄐ闹?60不同方向上的強(qiáng) 度及楊氏模量，從而適應(yīng)不同揚(yáng)聲器的應(yīng)用需要。在制造定心支片160的過程中，通過沿預(yù) 定方向鋪設(shè)由有序排列的碳納米管形成的碳納米管膜，可得到在預(yù)定方向上的具有預(yù)定強(qiáng) 度及楊氏模量的定心支片160。所述無定形碳結(jié)構(gòu)163包括多個(gè)無定形碳顆粒1631填充在該碳納米管膜結(jié)構(gòu)162 的微孔1621中，并在該微孔1621中均勻分布。所述無定形碳顆粒1631分布在所述多個(gè)碳 納米管之間的間隙中。進(jìn)一步地，所述多個(gè)無定形碳顆粒1631附著在碳納米管的管壁上或 包覆于碳納米管的部分表面。在本實(shí)施例中，所述無定形碳結(jié)構(gòu)163進(jìn)一步包括多個(gè)無定 形碳顆粒1631設(shè)置在該碳納米管膜結(jié)構(gòu)162兩側(cè)，形成兩個(gè)無定形碳層。即，所述碳納米 管膜結(jié)構(gòu)162被所述無定形碳結(jié)構(gòu)163完全包覆，復(fù)合在所述無定形碳結(jié)構(gòu)163的內(nèi)部。所述無定形碳顆粒1631與所述碳納米管通過范德華力及共價(jià)鍵相互結(jié)合。具體 地，所述共價(jià)鍵包括在碳-碳原子間形成的SP2或SP3鍵。所述無定形碳結(jié)構(gòu)163中的多 個(gè)無定形碳顆粒1631之間通過共價(jià)鍵相互結(jié)合，即填充在所述微孔1621中的多個(gè)無定形 碳顆粒1631與設(shè)置在該碳納米管膜結(jié)構(gòu)162兩側(cè)的多個(gè)無定形碳顆粒1631通過共價(jià)鍵結(jié) 合，并形成一個(gè)整體結(jié)構(gòu)。具體地，所述共價(jià)鍵包括在碳-碳原子間形成的Sp2或Sp3鍵。 從宏觀上看，所述無定形碳結(jié)構(gòu)163為海綿狀結(jié)構(gòu)，且將所述碳納米管膜結(jié)構(gòu)162埋設(shè)其 中?；蛘哒f，該多個(gè)碳納米管以自支撐的碳納米管膜結(jié)構(gòu)162的形式設(shè)置于該無定形碳結(jié) 構(gòu)163中，且所述無定形碳結(jié)構(gòu)163與所述多個(gè)碳納米管通過范德華力及共價(jià)鍵相結(jié)合。所述無定形碳結(jié)構(gòu)163為碳素材料中的一種，其外部形狀不限，但其內(nèi)部結(jié)構(gòu)具 有和石墨一樣的晶體結(jié)構(gòu)，為由碳原子六角形環(huán)狀平面形成的層狀結(jié)構(gòu)。所述無定形碳結(jié) 構(gòu)163材料包括骨炭或炭黑等。所述無定形碳結(jié)構(gòu)163可分別用聚丙烯腈纖維、浙青纖維、 粘膠絲或酚醛纖維等高分子材料中低溫碳化而制得。在本實(shí)施例中，所述無定形碳結(jié)構(gòu)163 通過將所述聚丙烯腈纖維碳化而制得，具體地，在環(huán)境氣體下的碳化溫度小于500攝氏度， 在真空或者惰性氣體保護(hù)的環(huán)境中的碳化溫度小于1000攝氏度。進(jìn)一步的，所述層狀碳 納米管復(fù)合結(jié)構(gòu)的制備方法包括以下步驟首先，將一高分子有機(jī)聚合物材料或者聚合物 單體材料配制成溶液的形式并浸潤(rùn)所述碳納米管膜結(jié)構(gòu)162，該高分子有機(jī)聚合物材料或 者該聚合物單體材料通過原位聚合所生成的高分子有機(jī)聚合物材料與碳納米管膜結(jié)構(gòu)162 中的碳納米管可通過共價(jià)鍵及范德華力結(jié)合。其次，碳化處理浸潤(rùn)有高分子有機(jī)聚合物材 料溶液的碳納米管膜結(jié)構(gòu)162，使該高分子有機(jī)聚合物材料失去部分氮、氫、氧形成一個(gè)無定形碳結(jié)構(gòu)163，并將該碳納米管膜結(jié)構(gòu)162包埋其中。該無定形碳結(jié)構(gòu)163為一個(gè)整體結(jié) 構(gòu)，無定形碳結(jié)構(gòu)163中部分無定形碳顆粒1631填充在該碳納米管膜結(jié)構(gòu)162中；部分無 定形碳顆粒1631形成在該碳納米管膜結(jié)構(gòu)162兩側(cè)。所述定心支片160包括由多個(gè)碳納米管形成的碳納米管結(jié)構(gòu)及分散在該碳納米 管結(jié)構(gòu)中的多個(gè)無定形碳顆粒1631。所述碳納米管以及無定形碳顆粒1631的密度都較小， 因此由該碳納米管及無定形碳顆粒1631制成的定心支片160會(huì)有較小的質(zhì)量。同時(shí)，由于 碳納米管本身具有優(yōu)異的機(jī)械性能，因此由多個(gè)碳納米管形成的碳納米管膜結(jié)構(gòu)也就具有 優(yōu)異的機(jī)械性能；而所述無定形碳顆粒1631分散在所述碳納米管膜結(jié)構(gòu)中，可增加該層狀 碳納米管復(fù)合結(jié)構(gòu)的致密性及碳納米管之間的結(jié)合力，進(jìn)一步增加該層狀碳納米管復(fù)合結(jié) 構(gòu)的比強(qiáng)度。因此，當(dāng)所述定心支片160隨音圈骨架振動(dòng)時(shí)，其由振動(dòng)所形成的形變、應(yīng)力 以及張力可全部傳遞或者分擔(dān)給每一碳納米管及無定形碳顆粒1631，使該定心支片160具 有較好的比強(qiáng)度。進(jìn)一步地，該碳納米管以及無定形碳顆粒1631均為碳素材料，因此，所述 定心支片160具有耐腐蝕，耐潮等優(yōu)點(diǎn)。請(qǐng)參閱圖4，本發(fā)明第二實(shí)施例提供一種揚(yáng)聲器200，其包括一支架210、一磁場(chǎng)系 統(tǒng)220、一音圈230、一音圈骨架M0、一振動(dòng)膜250及一定心支片沈0。所述磁場(chǎng)系統(tǒng)220、 音圈230、音圈骨架M0、振動(dòng)膜250及定心支片260通過所述支架210固定。所述音圈230 設(shè)置在所述音圈骨架240 —端的外表面且與該音圈骨架240 —起收容于所述磁場(chǎng)系統(tǒng)220。 所述振動(dòng)膜250及定心支片沈0的一端固定在所述支架210，另一端固定在音圈骨架240 上。所述定心支片沈0由碳素材料制成，該碳素材料包括多個(gè)碳納米管及多個(gè)無定形 碳顆粒。該多個(gè)碳納米管形成一碳納米管膜結(jié)構(gòu)，該多個(gè)無定形碳顆粒形成一無定形碳結(jié) 構(gòu)。所述碳納米管膜結(jié)構(gòu)包括多個(gè)碳納米管線狀結(jié)構(gòu)，該多個(gè)碳納米管線狀結(jié)構(gòu)通過編織 等方法形成一面狀的碳納米管膜結(jié)構(gòu)。所述無定形碳結(jié)構(gòu)中的部分無定形碳顆粒分散在所 述碳納米管膜結(jié)構(gòu)中。本發(fā)明實(shí)施例提供的揚(yáng)聲器200與第一實(shí)施例提供的揚(yáng)聲器100的結(jié)構(gòu)與工作原 理基本相同，其區(qū)別在于，所述定心支片260中的碳納米管膜結(jié)構(gòu)由至少一碳納米線狀結(jié) 構(gòu)組成，每一碳納米線狀結(jié)構(gòu)包括多個(gè)碳納米管通過范德華力首尾相連且沿該碳納米管線 狀結(jié)構(gòu)軸向有序排列。所述碳納米管膜結(jié)構(gòu)可由一個(gè)碳納米管線狀結(jié)構(gòu)彎折、纏繞、編織構(gòu) 成，或者，也可由多個(gè)碳納米管線狀結(jié)構(gòu)相互平行設(shè)置、交叉設(shè)置或編織成一網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。所 述編織的方法不限，如可通過將所述多個(gè)碳納米管線狀結(jié)構(gòu)分成相互垂直的行碳納米管線 狀結(jié)構(gòu)與列碳納米管線狀結(jié)構(gòu)，再將所述行碳納米管線狀結(jié)構(gòu)與列碳納米管線狀結(jié)構(gòu)相互 編織；也可將所述多個(gè)碳納米管線狀結(jié)構(gòu)分成與所述定心支片的環(huán)形結(jié)構(gòu)的圓弧對(duì)應(yīng)的環(huán) 形碳納米管線狀結(jié)構(gòu)與該圓弧直接對(duì)應(yīng)的徑向碳納米管線狀結(jié)構(gòu)，再將所述環(huán)形碳納米管 線狀結(jié)構(gòu)與該徑向碳納米管線狀結(jié)構(gòu)相互編織。該碳納米管線狀結(jié)構(gòu)可為一單根碳納米管 線，也可為多根碳納米管線共同形成的股線。該多個(gè)碳納米管線可相互平行排列組成一束 狀結(jié)構(gòu)，或相互扭轉(zhuǎn)組成一絞線結(jié)構(gòu)。該碳納米管線可以為非扭轉(zhuǎn)的碳納米管線或扭轉(zhuǎn)的 碳納米管線。該非扭轉(zhuǎn)的碳納米管線為將碳納米管拉膜通過有機(jī)溶劑處理得到。該非扭轉(zhuǎn)的碳 納米管線包括多個(gè)沿碳納米管線長(zhǎng)度方向排列的碳納米管。具體地，該非扭轉(zhuǎn)的碳納米管線包括多個(gè)碳納米管通過范德華力首尾相連且沿碳納米管線軸向擇優(yōu)取向排列。該碳納米 管片段具有任意的長(zhǎng)度、厚度、均勻性及形狀。該非扭轉(zhuǎn)的碳納米管線長(zhǎng)度不限，直徑為0.5 納米-100微米。所述碳納米管線的具體結(jié)構(gòu)及制備方法請(qǐng)參見范守善等人于2002年9月 16日申請(qǐng)的，于2008年8月20日公告的中國(guó)專利第CN100411979C號(hào)，以及于2005年12 月16日申請(qǐng)的，于2007年6月20日公開的中國(guó)專利申請(qǐng)第CN1982209A號(hào)。為節(jié)省篇幅， 僅引用于此，但所述申請(qǐng)所有技術(shù)揭露也應(yīng)視為本發(fā)明申請(qǐng)技術(shù)揭露的一部分。該扭轉(zhuǎn)的碳納米管線為采用一機(jī)械力將所述碳納米管拉膜兩端沿相反方向扭轉(zhuǎn) 獲得。該扭轉(zhuǎn)的碳納米管線包括多個(gè)繞碳納米管線軸向螺旋排列的碳納米管。具體地，該 扭轉(zhuǎn)的碳納米管線包括多個(gè)碳納米管通過范德華力首尾相連且沿碳納米管線軸向呈螺旋 狀延伸。該碳納米管片段具有任意的長(zhǎng)度、厚度、均勻性及形狀。該扭轉(zhuǎn)的碳納米管線長(zhǎng)度 不限，直徑為0. 5納米-100微米。由于該碳納米管線為采用有機(jī)溶劑或機(jī)械力處理上述碳 納米管拉膜獲得，該碳納米管拉膜為自支撐結(jié)構(gòu)，故該碳納米管線為自支撐結(jié)構(gòu)。由至少一碳納米管線狀結(jié)構(gòu)構(gòu)成的碳納米管膜結(jié)構(gòu)具有多個(gè)微孔，且個(gè)個(gè)碳納米 管線狀結(jié)構(gòu)之間也具有多個(gè)間隙。所述無定形碳顆粒分布在該微孔與間隙中以與所述碳納 米管膜結(jié)構(gòu)進(jìn)行復(fù)合，并通過所述無定形碳顆粒，增強(qiáng)碳納米管線狀之間及碳納米管線狀 結(jié)構(gòu)中的碳納米管之間的結(jié)合力。本實(shí)施例中的揚(yáng)聲器200，其定心支片沈0中的碳納米管結(jié)構(gòu)由多個(gè)碳納米線狀 結(jié)構(gòu)形成。由于所述碳納米線狀結(jié)構(gòu)中碳納米管基本沿該碳納米管線的長(zhǎng)度方向平行或螺 旋排列，因此，該碳納米線狀結(jié)構(gòu)在長(zhǎng)度方向具有較大強(qiáng)度及楊氏模量。可通過設(shè)計(jì)該碳納 米管線狀結(jié)構(gòu)的設(shè)置方向來增加定心支片260在該方向的強(qiáng)度及楊氏模量。如排列在所述 定心支片260的徑向的多個(gè)線狀結(jié)構(gòu)，能夠增加該定心支片260的徑向強(qiáng)度及楊氏模量，從 而使得該定心支片260難以產(chǎn)生徑向變形。另外，本領(lǐng)域技術(shù)人員還可在本發(fā)明精神內(nèi)做其他變化，當(dāng)然，這些依據(jù)本發(fā)明精 神所做的變化，都應(yīng)包含在本發(fā)明所要求保護(hù)的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種定心支片，該定心支片具有振紋，且該定心支片的中央處具有一通孔，其特征在 于，該定心支片為一層狀碳納米管復(fù)合結(jié)構(gòu)，該層狀碳納米管復(fù)合結(jié)構(gòu)進(jìn)一步包括一碳納米管膜結(jié)構(gòu)，該碳納米管膜結(jié)構(gòu)具有多個(gè)微孔；以及一無定形碳結(jié)構(gòu)，該無定形碳結(jié)構(gòu)包括多個(gè)無定形碳顆粒填充在所述碳納米管膜結(jié)構(gòu) 的微孔中。
2.如權(quán)利要求1所述的定心支片，其特征在于，所述多個(gè)無定形碳顆粒均勻分布在該 碳納米管膜結(jié)構(gòu)中。
3.如權(quán)利要求1所述的定心支片，其特征在于，所述碳納米管膜結(jié)構(gòu)包括多個(gè)碳納米 管，所述多個(gè)無定形碳顆粒附著在碳納米管的管壁上或包覆于碳納米管的部分表面。
4.如權(quán)利要求3所述的定心支片，其特征在于，所述無定形碳結(jié)構(gòu)中的多個(gè)無定形碳 顆粒與所述碳納米管通過范德華力及共價(jià)鍵相結(jié)合。
5.如權(quán)利要求1所述的定心支片，其特征在于，所述無定形碳結(jié)構(gòu)進(jìn)一步包括多個(gè)無 定形碳顆粒設(shè)置在該碳納米管膜結(jié)構(gòu)的兩個(gè)表面，形成兩個(gè)無定形碳層。
6.如權(quán)利要求1所述的定心支片，其特征在于，所述無定形碳結(jié)構(gòu)中的相鄰的無定形 碳之間通過共價(jià)鍵相互結(jié)合。
7.如權(quán)利要求5或6所述的定心支片，其特征在于，所述共價(jià)鍵為碳-碳原子間的Sp2 或SP3鍵。
8.如權(quán)利要求1所述的定心支片，其特征在于，所述無定形碳結(jié)構(gòu)為一海綿狀結(jié)構(gòu)，所 述碳納米管膜結(jié)構(gòu)包埋在所述無定形碳結(jié)構(gòu)中。
9.如權(quán)利要求1所述的定心支片，其特征在于，所述碳納米管膜結(jié)構(gòu)為一自支撐結(jié)構(gòu)， 該碳納米管膜結(jié)構(gòu)中的相鄰的碳納米管通過范德華力相互結(jié)合。
10.如權(quán)利要求1所述的定心支片，其特征在于，所述碳納米管膜結(jié)構(gòu)由至少一碳納米 管線狀結(jié)構(gòu)組成，該碳納米管線狀結(jié)構(gòu)包括多個(gè)碳納米管通過范德華力首尾相連且沿該 碳 納米管線狀結(jié)構(gòu)軸向有序排列。
11.如權(quán)利要求10所述的定心支片，其特征在于，所述碳納米管膜結(jié)構(gòu)包括多個(gè)碳納 米管線狀結(jié)構(gòu)，該多個(gè)碳納米管線狀結(jié)構(gòu)相互平行設(shè)置、交叉設(shè)置或編織成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。
12.如權(quán)利要求1所述的定心支片，其特征在于，所述碳納米管膜結(jié)構(gòu)包括至少一碳納 米管膜。
13.如權(quán)利要求12所述的定心支片，其特征在于，所述碳納米管膜結(jié)構(gòu)包括多個(gè)碳納 米管膜層疊設(shè)置，相鄰的碳納米管膜之間通過范德華力結(jié)合。
14.如權(quán)利要求12所述的定心支片，其特征在于，所述碳納米管膜各向同性，該碳納米 管膜中的多個(gè)碳納米管均勻分布。
15.如權(quán)利要求12所述的定心支片，其特征在于，所述碳納米管膜中的多個(gè)碳納米管 基本相互平行且基本平行于該碳納米管膜表面。
16.如權(quán)利要求15所述的定心支片，其特征在于，所述多個(gè)碳納米管通過范德華力首 尾相連且基本沿同一方向擇優(yōu)取向排列。
17.如權(quán)利要求1所述的定心支片，其特征在于，所述定心支片的振紋的幾何形狀為鋸 齒形、波浪形或漸開線形。
18.—種定心支片，其特征在于，該定心支片為一斷面呈破浪形的圓環(huán)形片體，該定心支片的中央處具有一通孔，其特征在于，該定心支片為一層狀碳納米管復(fù)合結(jié)構(gòu)，該層狀碳 納米管復(fù)合結(jié)構(gòu)為一碳納米管膜結(jié)構(gòu)與無定形碳復(fù)合構(gòu)成。
19.一種定心支片，該定心支片具有振紋，且該定心支片的中央處具有一通孔，其特征 在于，該定心支片為一層狀碳納米管復(fù)合結(jié)構(gòu)，該層狀碳納米管復(fù)合結(jié)構(gòu)包括一無定形碳 結(jié)構(gòu)及多個(gè)碳納米管，該多個(gè)碳納米管以自支撐的碳納米管膜結(jié)構(gòu)的形式設(shè)置于該無定形 碳結(jié)構(gòu)中，該無定形碳結(jié)構(gòu)與所述多個(gè)碳納米管通過范德華力及共價(jià)鍵相結(jié)合。
20.一種揚(yáng)聲器，其包括一支架、一磁場(chǎng)系統(tǒng)、一音圈、一音圈骨架、一振動(dòng)膜及一定心 支片，所述磁場(chǎng)系統(tǒng)、音圈、音圈骨架、振動(dòng)膜及定心支片通過所述支架固定；所述音圈收容 于所述磁場(chǎng)系統(tǒng)，并設(shè)置在所述音圈骨架外表面，所述振動(dòng)膜及定心支片的一端固定在所 述支架，另一端固定在音圈骨架，所述定心支片具有振紋，且該定心支片的中央處具有一通 孔，其特征在于，該定心支片為一層狀碳納米管復(fù)合結(jié)構(gòu)，該層狀碳納米管復(fù)合結(jié)構(gòu)包括一 碳納米管膜結(jié)構(gòu)及一無定形碳結(jié)構(gòu)；該碳納米管膜結(jié)構(gòu)具有多個(gè)微孔；該無定形碳結(jié)構(gòu)包 括多個(gè)無定形碳顆粒填充在該碳納米管膜結(jié)構(gòu)的微孔中。
全文摘要
本發(fā)明定心支片及具有該定心支片的揚(yáng)聲器。本發(fā)明涉及一種定心支片，該定心支片具有振紋且其中央處具有一通孔。該定心支片為一層狀碳納米管復(fù)合結(jié)構(gòu)。該層狀碳納米管復(fù)合結(jié)構(gòu)包括一碳納米管膜結(jié)構(gòu)及一無定形碳結(jié)構(gòu)。該碳納米管膜結(jié)構(gòu)具有多個(gè)微孔。該無定形碳結(jié)構(gòu)包括多個(gè)無定形碳顆粒填充在所述碳納米管膜結(jié)構(gòu)的微孔中。
文檔編號(hào)H04R9/04GK102045624SQ200910110319
公開日2011年5月4日 申請(qǐng)日期2009年10月23日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月23日
發(fā)明者劉亮, 王佳平 申請(qǐng)人:清華大學(xué), 鴻富錦精密工業(yè)(深圳)有限公司