JPS6356100A - Speaker diaphragm and its manufacture - Google Patents
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Landscapes
- Diaphragms For Electromechanical Transducers (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は、周波数特性の優れたスピーカー用振動板及び
その製造方法に関し、特に高い剛性を有し、しかも軽量
化に優れたスピーカー用振動板及びその製造方法に関す
るものである。Detailed Description of the Invention (Field of Industrial Application) The present invention relates to a diaphragm for speakers with excellent frequency characteristics and a method for manufacturing the same, and a diaphragm for speakers that has particularly high rigidity and is lightweight. and its manufacturing method.
（従来の技術）
スピーカー用振動板、特に高パワーの機械的振動に耐え
るスピーカー用振動板として、耐熱処理等を施した紙質
または布質のものか従来より使用されてきている。この
ような紙質または布質のスピーカー用振動板は、軽量て
ありまた高性濠てはあるか、耐熱処理を施しであるとは
いえ紙質または布質であるため耐熱温度に限度かあり、
また高パワーの機械的振動に対しても限度かある。(Prior Art) As diaphragms for speakers, especially diaphragms for speakers that can withstand high-power mechanical vibrations, paper or cloth materials that have been subjected to heat-resistant treatment have been used. Although these paper or cloth speaker diaphragms are lightweight, have a high-performance moat, or are heat-resistant, they have a limited heat resistance because they are made of paper or cloth.
There are also limits to high-power mechanical vibrations.
以上のような実状に対処するために開発されたオーディ
オスピーカー用振動板が特開昭５６−４２４９６号公報
において提案されている。この公報において提案された
オーディオスピーカー用振動板は、
「粉末状、 Ｍ＆ｍ状もしくは針状セラミックを主成分
とし、ｌ＃＃熱性樹脂で形成した成形体から成ることを
特徴とするオーディオスピーカー用振動板」、
「セラミックを織布状又は多孔体状に焼結させた焼結体
から成ることを特徴とするオーディオスピーカー用振動
板」。A diaphragm for audio speakers developed to cope with the above-mentioned actual situation has been proposed in Japanese Patent Laid-Open No. 56-42496. The diaphragm for audio speakers proposed in this publication is "a diaphragm for audio speakers characterized by being composed of a molded body made of powdered, M&M-shaped, or acicular ceramic as a main component and formed of l## thermal resin. ", "A diaphragm for an audio speaker characterized by being made of a sintered body of ceramic sintered into a woven fabric or porous shape.''
「セラミックと全屈の粉末をｌｌｌ、を熱性樹１危て多
孔体に、形成したことを特徴とするオーディオスピーカ
ー用振動板」、あるいは
「セラミックと金属？多孔複合体に焼結させたことを特
徴とするオーディオスピーカー用振動板」
である。``A diaphragm for an audio speaker characterized by forming a porous body of ceramic and full-flex powder into a thermal wood material'' or ``A diaphragm for an audio speaker characterized by forming a porous body of ceramic and metal?'' This is a distinctive diaphragm for audio speakers.
ところか、この特開昭５６−４２４９６号公報において
提案されているオーディオスピーカー用振動板は、セラ
ミックの強度（剛性）を利用するとともに、セラミック
を多孔質体とすることによって軽量化を達成したもので
はあるか、次のような欠点を有している。すなわち、
■セラミック粒子より多孔質体を形成したものは、それ
自身すでに剛性か低下しており、気孔内に樹脂を充填し
たとしても全体の剛性は余り向上しない。However, the audio speaker diaphragm proposed in JP-A-56-42496 utilizes the strength (rigidity) of ceramic and achieves weight reduction by making ceramic a porous body. However, it has the following drawbacks. That is, (1) A porous body formed from ceramic particles already has a reduced rigidity, and even if the pores are filled with resin, the overall rigidity will not improve much.
■換言すれば、このセラミック製スピーカー用振動板は
軽量ではあるか、その剛性は樹脂の剛性に支配され、セ
ラミック自身の剛性を十分発揮させることができない。In other words, although this ceramic speaker diaphragm is lightweight, its rigidity is dominated by the rigidity of the resin, and the rigidity of the ceramic itself cannot be fully demonstrated.
■このようなセラミック製スピーカー用振動板を形成す
る場合に、当該セラミックは焼成収縮するか、このよう
な焼成収縮に伴なう寸法ムラ、歪、ねじり等を回避して
０．５ｍｍ以下の薄膜を形成することは極めて困難であ
る。■When forming such a ceramic speaker diaphragm, either the ceramic shrinks during firing, or it is made into a thin film of 0.5 mm or less to avoid dimensional unevenness, distortion, twisting, etc. caused by such firing shrinkage. is extremely difficult to form.
本願の発明者は、以４−の欠点を解決すべく鋭意研究し
た結果、炭化珪素、炭素及び珪素からなる焼結体か上述
した欠点を解決しながらこの種のスピーカー用振動板を
形成するのに適していることを新規に知見し、未発ＩＪ
１を完成したのである。As a result of intensive research in order to solve the above-mentioned drawback 4-, the inventor of the present application has found that a sintered body made of silicon carbide, carbon, and silicon can be used to form this type of speaker diaphragm while solving the above-mentioned drawbacks. New knowledge that it is suitable for undeveloped IJ
1 was completed.
（発明が解決しようとする問題点）
本願発明はＬ記のような経緯からなされたもので、その
解決しようとする問題点は、従来のセラミック製スピー
カー用振動板の剛性の欠如であり、またこの種のセラミ
ック製スピーカー用振動板を形成する場合の困難性であ
る。(Problems to be Solved by the Invention) The present invention was made due to the circumstances described in L. The problems to be solved are the lack of rigidity of the conventional ceramic speaker diaphragm, and This is the difficulty in forming this type of ceramic speaker diaphragm.
そして、本願発ｔｙｌの［１的とするところは、極めて
薄いものでありかつ高強度を有し、しかも優れた高周波
数特性を有するスピーカー用振動板を提供することにあ
る。また、本願発明の他の目的は、このような特性を有
するスピーカー用振動板を簡単かつ確実に！ｌＪ造する
ことのてきる方法を提供することにある。The first objective of the present invention is to provide a speaker diaphragm that is extremely thin, has high strength, and has excellent high frequency characteristics. Another object of the present invention is to easily and reliably produce a speaker diaphragm having such characteristics! The objective is to provide a method that allows for the creation of lJ.
（問題点を解決するための手段及び作ｍ ）以上の問題
点を解決するために第一の発ｉ］か採った手段は、
「主として三次元網目構造を有する多孔質炭化珪粛と、
前肥多孔質炭化珪十によって形成される空間に相当する
部分に充填された炭素及び金属珪素の反応によって形成
された炭化珪素とからなるスピーカー用振動板」
である。(Means and works for solving the problems) The means taken in the first step (i) to solve the above problems are as follows: ``Porous silicon carbide mainly has a three-dimensional network structure,
A diaphragm for a speaker comprising silicon carbide formed by a reaction between carbon and metal silicon filled in a portion corresponding to the space formed by pre-fertilized porous silicon carbide.
すなわち、本発明に係るスピーカー用振動板は、炭化珪
素、炭素及び全屈珪、）ミな材料として構成された焼結
体であり、従来のこの種のセラミック振動板のように、
樹脂類等によって結合させたものではない。つまり、こ
の発明に係るセラミック振動板の強度は、主として炭化
珪素によって規定されたものなのである。That is, the speaker diaphragm according to the present invention is a sintered body made of silicon carbide, carbon, and fully flexed silicon, and unlike the conventional ceramic diaphragm of this type,
It is not bound by resin or the like. In other words, the strength of the ceramic diaphragm according to the present invention is mainly determined by silicon carbide.
また、このスピーカー用振動板にあっては、−次焼成し
た炭化珪素焼結体の開放気孔内に炭素及び金属珪素を含
浸して二次焼成したものである必要かある。その理由は
、この種のスピーカー用振動板にあっては焼成収縮に伴
なう寸法ムラ、歪、ねじり等を回避する必要があるから
であり、上記のように二回焼成することにより、これら
の寸法ムラ、歪、ねじり等の回避を実現できるかうであ
る。このように、−次焼成した炭化珪素焼結体の開放気
孔内に炭素及び金属珪素を含浸するために、−次焼成に
よって形成された炭化珪素は、完成後の含有量として少
なくとも４０％であることか必要である。In addition, this speaker diaphragm needs to be made by impregnating open pores of a silicon carbide sintered body with carbon and metal silicon and then firing the sintered body. The reason is that this type of speaker diaphragm needs to avoid dimensional unevenness, distortion, twisting, etc. caused by firing shrinkage, and by firing twice as described above, these problems can be avoided. The question is whether it is possible to avoid dimensional unevenness, distortion, twisting, etc. Thus, in order to impregnate carbon and metallic silicon into the open pores of the pre-fired silicon carbide sintered body, the silicon carbide formed by the post-fire has a content of at least 40% after completion. It is necessary.
さらに、この焼結体の気孔率が２０容積％以下であるこ
とか必要である。その理由は、焼結体の気孔率が２０容
桔％を越すと、この種のスピーカー用振動板に必要とさ
れる強度がなくなるからてあり、中でも１０％以下であ
ることか好ましい。Furthermore, it is necessary that the porosity of this sintered body be 20% by volume or less. The reason for this is that if the porosity of the sintered body exceeds 20% by volume, the strength required for this type of speaker diaphragm will be lost, and it is particularly preferable that the porosity be 10% or less.
また、未発１１に係るスピーカー用振動板は、その金属
珪素および遊離炭素の含有量の未反応部分の合計がｌＯ
容容積量以下ある必要かある。その理由は、金属珪素お
よび遊離″Ｊに素の未反応部分の含有量の合計がｌＯ容
積％より多いと、この種のスピーカー用振動板に必要と
される強度が不足するからである。In addition, the speaker diaphragm related to Unreleased No. 11 has a total unreacted portion of its metal silicon and free carbon content of 1O
Does it need to be less than or equal to the volume capacity? The reason for this is that if the total content of metallic silicon and free "J" unreacted parts is more than 10% by volume, the strength required for this type of speaker diaphragm will be insufficient.
以上のように構成した未発Ｉｊ＋に係るスピーカー用振
動板にあっては、炭化珪素、炭素及び金属珪素を材料と
して構成された焼結体であり、しかもその主体が炭化珪
素であるため、その密度は２．５〜３．２ｇ／ｃｍ’と
比較的軽帛二なものとなっている。また、このスピーカ
ー用振動板は、そのヤング率が２ Ｘ １０ ’ｋｇ／
ｍｍ’以ｌ二、平均曲げ強度か４０ｋｇｆ／ｍｍ’以」
−であるものとすることかてきるから、優れた高周波数
特性を有するものてある。さらに、このスピーカー用振
動板は、その平均曲げ強度か４０ｋｇｆ／ｍｒｎ’以上
であるものとすることによって高強度を有したものとす
ることかできるから、０．２〜０．０５＋ｍｍの極めて
薄いものとすることか可使となっているのである。The speaker diaphragm related to unreleased Ij+ constructed as described above is a sintered body composed of silicon carbide, carbon, and metal silicon, and since its main component is silicon carbide, its The density is 2.5 to 3.2 g/cm', making it a relatively light fabric. In addition, this speaker diaphragm has a Young's modulus of 2 x 10'kg/
mm' or less, average bending strength of 40 kgf/mm' or more
Since it can be assumed that -, it has excellent high frequency characteristics. Furthermore, since this speaker diaphragm can be made to have high strength by having an average bending strength of 40 kgf/mrn' or more, it can be made extremely thin with a thickness of 0.2 to 0.05+mm. This means that it can be used.
そして、このようなスピーカー用振動板を製造するため
に採った方法としての手段は、ｒ次の（ａ）〜（ｄ）の
工程からなることを特徴とするスピーカー用振動板の製
造方法。A method for manufacturing a diaphragm for a speaker is characterized in that the method adopted to manufacture such a diaphragm for a speaker consists of the r-th steps (a) to (d).
（ａ）遊離炭素含有量か１０％以下、遊離シリカ含有量
か５重量％以下であって、平均粒径が１０ｇｍ以下の炭
化珪素粉末を所望の形状の生成形体に成形する工程。(a) A step of molding silicon carbide powder having a free carbon content of 10% or less, a free silica content of 5% by weight or less, and an average particle size of 10 gm or less into a product having a desired shape.
（ｂ）前記生成形体を耐熱性の容器内に挿入し、１５０
０〜２２００℃の温度範囲内で焼成し、多孔質の一次焼
結体とする工程；
（ｃ）前記−次焼結体に炭素質物質を含浸した後、９０
０〜２２００℃の温度に加熱し、炭素質物質を炭素化し
、炭素・炭化珪素複合体とする工程：
（ｄ）前記（ｃ）工程で得られた炭素・珪素複合体を１
５００〜２２００℃に維持し、炭：）珪、に複合体の気
孔中に珪素を充填させた少、１〜１５時間保持して炭素
及び珪素を反応焼結する工程。」
である。(b) Insert the formed body into a heat-resistant container,
A step of firing within a temperature range of 0 to 2200°C to form a porous primary sintered body; (c) After impregnating the primary sintered body with a carbonaceous material,
Step of heating to a temperature of 0 to 2200°C to carbonize the carbonaceous material to form a carbon/silicon carbide composite: (d) The carbon/silicon composite obtained in step (c) above is heated to 1
A step of reaction-sintering carbon and silicon by maintaining the temperature at 500 to 2200°C for 1 to 15 hours to fill the pores of the composite with silicon. ”.
未発ＩＪＪの（ａ）工程では平均粒径か１０蒋ｍ以ドの
主として炭化珪素粉末であることが必要である。In step (a) of undeveloped IJJ, it is necessary that the powder be mainly silicon carbide powder with an average particle size of 10 mm or less.
その理由は、１０４ｍよりも大きいと一次焼結時に炭化
珪素結品間での原子の移動及び蒸発−凝縮か起こりにく
く、炭化珪素結品間の結１）強度か低くなる傾向がある
ためてあり、炭化珪素の結晶量強度を高めるためには、
平均粒径か３ＡＬｍであることがより好適である。The reason for this is that if the length is larger than 104 m, atomic movement and evaporation-condensation between silicon carbide compacts during primary sintering are difficult to occur, and the strength of the bonds between silicon carbide compacts tends to decrease. , In order to increase the crystal mass strength of silicon carbide,
More preferably, the average particle size is 3ALm.
また、炭化珪素粉末のうち、β型変化珪素の含有量か少
くとも６０重量％てあり残部かα型結晶あるいは非晶質
炭化珪素であることが好ましい。その理由は、β型結晶
は低温合成型の結晶であり、比較的低温度で再結品化か
生じ、高い結合強度を有する炭化珪素結晶体を得ること
かできるからである。なかてもβ型炭化珪素の含有量は
８０重量％以、ｈであることかより好適である。Further, it is preferable that the content of β-type modified silicon in the silicon carbide powder is at least 60% by weight, and the balance is α-type crystal or amorphous silicon carbide. The reason for this is that the β-type crystal is a low-temperature synthesis type crystal, and recrystallization occurs at a relatively low temperature, making it possible to obtain a silicon carbide crystal having high bonding strength. In particular, it is more preferable that the content of β-type silicon carbide is 80% by weight or more, h.
（ａ）−、［程て使用される炭化珪素粉末中の遊離炭素
含有量はＩ Ｏ？ 、＋Ｈ：ｉ％％以下あることか必要
である。この理由は、炭化珪素粉末中の遊離炭素は極め
て安定であり、金属シリコンとの反応性に乏しくて、焼
結体中に遊は炭素の形態で残存し易く、高い強１■を有
する炭化珪素結晶を得にくいためてあり、特に遊離炭素
の含有量は５屯に％以下であることかより好適である。(a) -, [What is the free carbon content in the silicon carbide powder used? , +H: i%% or less. The reason for this is that free carbon in silicon carbide powder is extremely stable and has poor reactivity with metal silicon, so free carbon tends to remain in the sintered body in the form of carbon, and silicon carbide has a high strength. Since it is difficult to obtain crystals, it is particularly preferable that the content of free carbon is 5% or less.
一方、（ａ） 工程に用いられる）Ｒ化珪素焼結体に含
まれる遊かシリカの含有量は５毛量％以下であることが
必要である。この理由は、′Ｍ３Ｍリカは一部接触する
牲が炭素と反応し炭化珪素結晶な形成するか、大部分は
、揮発して、炭化珪素結晶の表面を覆い、炭化珪素結晶
同志の結合を著しく低いものとするためであり、なかで
も′Ｍ敲フシリカ含有−冒±２重量％以下であることか
好ましい。On the other hand, the content of free silica contained in the silicon oxide sintered body (used in step (a)) must be 5% by weight or less. The reason for this is that either some of the M3M lika reacts with the carbon it contacts and forms silicon carbide crystals, or most of it evaporates and covers the surface of the silicon carbide crystals, significantly disrupting the bonds between the silicon carbide crystals. In particular, it is preferable that the content of 'M'M silica be 2% by weight or less.
次いて、（ａ）工程で得られた形成体は（ｂ）工程にお
いて、１５００〜２２００℃の温度で一次焼結する。Next, the formed body obtained in step (a) is primarily sintered at a temperature of 1500 to 2200° C. in step (b).
この理由は、１５００℃よりも低い温度で焼結しても炭
化珪素結晶の結合は生じに＜＜、高い強度を有する）に
化珪素焼結体とすることか困難となる。−方、２２００
’Ｃよりも高い温度で−・次焼結すると、炭化珪素結
晶の一部かα型の炭化珪Ｊ：に転移し、大型の結晶とな
るため、ｌＯｐＬｍ以Ｆの炭化珪素結晶とすることか困
難てあり、しかも高強度の焼結体をｆＵることか困難で
あるためである。なかＣも。The reason for this is that even if sintered at a temperature lower than 1500° C., the bonding of silicon carbide crystals does not occur, making it difficult to form a silicon carbide sintered body (having high strength). - way, 2200
When sintering at a temperature higher than 'C, part of the silicon carbide crystal transforms into α-type silicon carbide J:, forming a large crystal. This is because it is difficult to produce a high-strength sintered body. Naka C too.
１７００℃〜２１００℃の温度で一次焼結することがよ
り好ましい。It is more preferable to perform primary sintering at a temperature of 1700°C to 2100°C.
この（ｂ）工程て得られた多孔質）に化珪素焼結体は気
孔率が：ｌＯ〜６０ ｖｏ１％で１０〜３０ｋｇ１１ｍ
ｍ’の極めて強度の高い焼結体である。The porous silicon oxide sintered body obtained in this step (b) has a porosity of: 10 to 60 VO1%, 10 to 30 kg, 11 m
m' is an extremely strong sintered body.
次いで（ｃ）工程では（ｂ）工程て得られた一次焼結体
に炭素質物質を含浸することか必要である。Next, in step (c), it is necessary to impregnate the primary sintered body obtained in step (b) with a carbonaceous material.
この炭素質物質としては、たとえばフルフラール樹脂、
フェノール樹脂、リグニンスルホン＃塩、ポリビニルア
ルコール、コンスターチ、糖類、コールタールピッチ、
アルギン酸塩のような各種有機物質あるいはカーボンブ
ラック、アセチレンブラックのような熱分解炭素を有利
に使用することができる。Examples of this carbonaceous material include furfural resin,
Phenolic resin, lignin sulfone #salt, polyvinyl alcohol, cornstarch, sugar, coal tar pitch,
Various organic substances such as alginates or pyrolytic carbons such as carbon black and acetylene black can be advantageously used.
モして含浸方法としては、分散液、未重合物を真空、加
圧含浸する通常の方法て含浸することかてきる。As for the impregnation method, a dispersion liquid or an unpolymerized material may be impregnated by a conventional method of vacuum or pressure impregnation.
次いて、（ｂ）工程ては（ｃ）工程で作成した含浸体を
５００〜２１００℃の間で炭素化することが必要である
。このように炭素化の温度範囲を設ける理由は、前記工
程て含浸した炭素は５００℃より低温熱分解時において
極めて小さい粒子てあり溶融シリコンどの反応性に富ん
ではいるか、：、’ｊ、 ｆ、度か高いために、−次焼
結体の気孔を■１塞し、溶融シリコンの多孔体内部への
浸透を妨げる傾向があるためてあり、 ５００℃以上の
温度とすることによりそれらの熱分解炭素を結晶化させ
比較的大きな炭素粒子とし、シリコンの浸透を容易にす
ることかできる。一方、２１００℃よりも高い温度にす
ると、（ｂ）工程と同様の理由て高い強度を有する多孔
質体か得られなくなるためである。なかでも、１２００
〜２１００℃とすることかより好適である。Next, in step (b), it is necessary to carbonize the impregnated body produced in step (c) at a temperature of 500 to 2100°C. The reason for setting such a temperature range for carbonization is that the carbon impregnated in the above step becomes extremely small particles during thermal decomposition at a temperature lower than 500°C, and the molten silicon is rich in reactivity. Because of the high temperature, it tends to block the pores of the -secondary sintered body and prevent molten silicon from penetrating into the porous body. Carbon can be crystallized into relatively large carbon particles to facilitate silicon penetration. On the other hand, if the temperature is higher than 2100°C, a porous body with high strength cannot be obtained for the same reason as in step (b). Among them, 1200
It is more preferable to set the temperature to 2100°C.
本発明によれば、前記（（：）工程により得られる炭素
・炭化珪素複合体に含有される炭素を（ｂ）工程により
得られる一次焼結体の気孔容積に対して０．６〜１３ｇ
／ｃｍ″の割合て存在せしめることが好ましい。その理
由は、炭素の一次焼結体の気孔容積に対する割合が０．
６ｇ／ｃｍ″より少ないと、（ｂ）工程で得られる焼結
体にＭｇ！シリコンが多く残留し、高密度を得ることか
困難であり、１．：１ｇ／ａｍ’よりも多いと、逆に遊
蕩炭素が残留し、高密度、高強度を得られないからであ
る。According to the present invention, the amount of carbon contained in the carbon-silicon carbide composite obtained in the step ((:) is 0.6 to 13 g relative to the pore volume of the primary sintered body obtained in the step (b).
/cm''. The reason for this is that the ratio of carbon to the pore volume of the primary sintered body is 0.
If it is less than 6 g/cm'', a large amount of Mg!Silicon will remain in the sintered body obtained in step (b), making it difficult to obtain high density. This is because free carbon remains in the steel, making it impossible to obtain high density and high strength.
なお、このようなＭ Ｈ７Ｒ素の含有量とするために、
（ｃ）工程を複数回すり返すことかできることは言うま
でもない。In addition, in order to have such a content of M H7R element,
(c) It goes without saying that the process can be repeated multiple times.
次いて、（ｄ）工程ては、（ｃ）工程でＩＪられた炭素
・炭化珪素複合体を１５００〜２２００’Ｃに維持し、
炭素・炭化珪素複合体の気孔中にシリコンを充填させた
後、 １〜１５時間保持することか必要である。Next, in step (d), the carbon/silicon carbide composite subjected to IJ in step (c) is maintained at 1500 to 2200'C,
After silicon is filled into the pores of the carbon/silicon carbide composite, it is necessary to hold it for 1 to 15 hours.
温度範囲を設ける理由は、ｔｓｏｏ℃よりも低い温度で
あると、含浸したＭＥ Ｈ’ｒＲ素とシリコンか十分に
反応せず、また、工程（ｂ）で−次焼結した炭化珪素結
晶と反応生成した炭化珪素結晶か十分に結合せず高い強
度を有することかできなくなる傾向かあるためであり、
２２００℃よりも高い温度とすると、炭化珪素結晶の粗
大粒子化か生じ、強度が低下する傾向かあるためてあり
、なかても１９００〜２２００℃であることかより好ま
しい。一方、 １〜１５時間その温度を保持する理由は
、１時間よりも少ないと反応が十分反応せず、炭化珪素
結晶間の結合も弱い傾向かあるためてあり、１５時間よ
りも長いと、炭化珪素結晶の粗大化か生じるためである
。The reason for setting the temperature range is that if the temperature is lower than tsoo°C, the impregnated ME H'rR element will not react sufficiently with silicon, and it will also react with the silicon carbide crystals pre-sintered in step (b). This is because the silicon carbide crystals produced tend to not bond sufficiently and become unable to have high strength.
If the temperature is higher than 2200°C, silicon carbide crystals tend to become coarse particles and the strength tends to decrease, so a temperature of 1900 to 2200°C is particularly preferable. On the other hand, the reason why the temperature is maintained for 1 to 15 hours is that if the temperature is less than 1 hour, the reaction will not be sufficient and the bonds between silicon carbide crystals tend to be weak. This is because the silicon crystal becomes coarser.
この（ａ）〜（ｄ）工程によって製造された炭化珪素焼
結体からなるスピーカー用振動板は、炭化珪素結晶の平
均粒径か１０．ｕ、ｍ以下で少くとも３．０ ｇ／ばの
高い密度を有する焼結体てあり、常温における曲げ強度
は、４０〜８０ ｋｇｆ／ ｍｒｒｆてあり、１５００
℃の高温でも３０〜５０ｋｇｆ／ ｍｒｎ’の高強度で
あるスピーカー用振動板を製造することかてきる。The speaker diaphragm made of the silicon carbide sintered body manufactured by these steps (a) to (d) has an average grain size of silicon carbide crystals of 10. It is a sintered body that has a high density of at least 3.0 g/ba under u, m, and the bending strength at room temperature is 40 to 80 kgf/mrrf, and 1500 kgf/mrrf.
It is possible to manufacture a speaker diaphragm with a high strength of 30 to 50 kgf/mrn' even at high temperatures of °C.
また、本発明に係るスピーカー用徐動板は、次の方法に
よっても製造することかできる。すなわち。Further, the slow motion plate for a speaker according to the present invention can also be manufactured by the following method. Namely.
「次の（イ）〜（ハ）の工程からなることを特徴とする
スピーカー用振動板の製造方法。``A method for manufacturing a speaker diaphragm characterized by comprising the following steps (a) to (c).
（イ）遊＋２ｉ炭素含有量か１０％以下、′Ｍ離シリカ
含有量か５重ψ％以下であって、平均粒径が１０鉢ｍ以
下の炭化珪素粉末と、炭素質物質を混合し、これらを所
望の形状の生成形体に成形する工程：
（ロ）前記生成形体を耐熱性の容器内に挿入し、５００
〜２１００℃の温度範囲内で焼成することにより前記炭
素質物質を炭化し、多孔質の炭素・炭化珪素複合体から
なる一次焼結体とする工程：
（ハ）この（ロ）工程で得られた炭素・炭化珪素複合体
を１５００〜２２００℃に維持し、炭素・炭化珪素複合
体の気孔中に珪素を充填させた後、ｌ〜１５蒔間保持し
て炭素及び珪素を反応焼結する工程。」
である。(a) mixing silicon carbide powder with a free +2i carbon content of 10% or less, a 'M-free silica content of 5% or less, and an average particle size of 10 m or less, and a carbonaceous material; Step of molding these into a green body with a desired shape: (b) Insert the green body into a heat-resistant container,
A step of carbonizing the carbonaceous material by firing within a temperature range of ~2100°C to obtain a primary sintered body consisting of a porous carbon/silicon carbide composite: (c) the step obtained in this (b) step A step of maintaining the carbon/silicon carbide composite at a temperature of 1500 to 2200°C, filling the pores of the carbon/silicon carbide composite with silicon, and then holding the composite for 1 to 15 minutes to react and sinter the carbon and silicon. . ”.
この二番目の方法か一番目に示した方法と基本的に異な
る点は、−次焼成によって炭化珪麦賀焼結体を形成する
際に、既に炭素を含んだものとすることにある。この方
法にあっては、純粋炭素を必要とはするものの、必要と
されるスピーカー用振動板を少ない工程で５８！造する
ことがてきるものである。すなわち、第一の方法にあっ
ては炭素源を炭化する工程か必要てあったが、この第二
の方法にあっては、この炭素質物質を炭化する固定を省
略することがてきるものである。この方法においても、
第一の方法と同様な性質を有するスピーカー用振動板を
更に容易に製造することかできるのである。This second method is basically different from the first method in that it already contains carbon when the silicon carbide sintered body is formed by the second firing. Although this method requires pure carbon, the required speaker diaphragm can be produced in just 58 steps with fewer steps. It is something that can be built. In other words, while the first method required a step of carbonizing the carbon source, the second method makes it possible to omit the carbonization and fixation of the carbonaceous material. be. Also in this method,
A speaker diaphragm having properties similar to those of the first method can be manufactured more easily.
以下、本発明の実施例について説明する。Examples of the present invention will be described below.
（実施例）
実施例１
出発原料として使用した炭化珪素粉末は９５重量％がβ
型結晶よりなり、０．２９重ψ％の遊蕩炭素、ｏ、１７
ｙ−ｒ２％の′Ｍ芝クシリカ０１ＰＰｉの鉄、：ｌＰＰ
ｍのアルミニウムを主として含有し、 ０．２８μｍの
平均粒径を有していた。(Example) Example 1 95% by weight of silicon carbide powder used as a starting material was β.
Consisting of type crystal, 0.29 weight ψ% free carbon, o, 17
Y-r2%'M Shiba Kusilica 01PPi Iron, :lPP
It contained mainly aluminum of m and had an average particle size of 0.28 μm.
前記炭化珪素粉末１００重清部に対し、ポリビニルアル
コール５重量部、水３００屯量部を配合し、ボールミル
中で５時間混合した後乾繰した。5 parts by weight of polyvinyl alcohol and 300 parts by weight of water were blended with 100 parts by weight of the silicon carbide powder, mixed in a ball mill for 5 hours, and then dried.
この乾浄混合物を適Ｘ５採取し、顆粒化した後、金属製
押し型を用いて：ｌ［１００ｋｇ／ｃｒｒｒ’の圧力で
成形した。この生成形体の寸法は２５０曹肩×２５０麿
閤×３０−■で、密度は２．０ｇ／ｃｒｒｆ （気孔率
３８ｖｏ１％）であった。This dry mixture was sampled x5, granulated, and then molded using a metal mold at a pressure of 100 kg/crrr'. The dimensions of this formed body were 250×250×30×3, and the density was 2.0 g/crrf (porosity: 38 vol. 1%).
前記生成形体を黒鉛製ルツボに装入し、タンマン型焼成
炉を使用して１気圧の主としてアルゴンガス雰囲気中で
焼成した。昇温過程は４５０℃／時間で２０００℃まて
昇温し、最高温度２０００℃で１時間保持した。この焼
結体のモ均曲は強度は１８．５ｋｇ ／ｍｒｒｒ’と極
めて高い値を示した。The formed body was placed in a graphite crucible and fired in a Tammann type firing furnace in an atmosphere of mainly argon gas at 1 atm. In the temperature raising process, the temperature was raised to 2000°C at a rate of 450°C/hour, and the maximum temperature was maintained at 2000°C for 1 hour. The sintered body exhibited an extremely high strength of 18.5 kg/mrrr'.
次いでこの焼結体にフェノールレシン（炭化率４０ｗｔ
％）を真空含浸し、屹燥した後、１５００℃の不活性雰
囲気中て炭素化］ノだ。同様な操作を再度碌り返すこと
によって、前記−次焼結体の気孔中に占める遊離炭素の
割合は、０．８４ ｇ／ｃｒｎ’てあった。Next, phenol resin (carbonization rate 40wt) was added to this sintered body.
%) in vacuum, dried, and then carbonized in an inert atmosphere at 1500°C]. By repeating the same operation, the proportion of free carbon in the pores of the secondary sintered body was found to be 0.84 g/crn'.
この含浸体を２０５０℃て溶融シリコン中に浸積し、約
３時間保持した。This impregnated body was immersed in molten silicon at 2050°C and held for about 3 hours.
得られた焼結体の密度は：１．１６ｇ／ｃｍ’てあり、
平均粒径３弘ｍの炭化珪素粉末からなる焼結体であった
。この焼結体の曲げ強度は常温において５２ｋｇｆ／
ｍｒｒｒ’てあり、１５００℃において４８ｋｇｆ／ｍ
ｒｒｒ’の高いものであった。The density of the obtained sintered body is: 1.16 g/cm',
It was a sintered body made of silicon carbide powder with an average particle size of 3 hirom. The bending strength of this sintered body is 52 kgf/
mrrr', 48kgf/m at 1500℃
rrr' was high.
（発ＩＩの効果）
以上詳述した通り、本発明に係るスピーカー用振動板に
あっては、上記実施例にて例示した如く、
「七として三次元１劉目構造を有する多孔質炭化珪素と
、前記多孔質炭化珪素によって形成される空間に相当す
る部分に充填された炭素及び全屈珪素の反応によって形
成された）５化珪素とからなること」
にその構成上の特徴かあり、これにより、耐熱性に優れ
しかも高強度を有していることは勿論のこと、醗れた周
波ａ特性を有したスピーカー用振動板を提供することか
できる。(Effects of Formation II) As detailed above, the speaker diaphragm according to the present invention, as exemplified in the above embodiment, has the following characteristics: , and silicon pentide (formed by the reaction of carbon filled in the space corresponding to the space formed by the porous silicon carbide) and silicon pentide (formed by the reaction of total silicon). Therefore, it is possible to provide a speaker diaphragm which not only has excellent heat resistance and high strength, but also has excellent frequency a characteristics.
また、このような優れた特性を有するスピーカー用振動
板を製造する方法として。Also, as a method of manufacturing a speaker diaphragm having such excellent characteristics.
［次の（ａ）〜（ｄ）の工程からなることを特徴とする
スピーカー用振動板の製造方法。[A method for manufacturing a speaker diaphragm, comprising the following steps (a) to (d).
（ａ）遊離）５素含右州か１０％以下、ｉａ２離シリカ
含有量か５重に％以下であって、平均粒径か１０μｍ以
下の炭化珪素粉末を所望の形状の生成形体に成形する工
程：
（ｂ）前記生成形体を耐熱性の容器内に挿入し、１５０
０〜２２００℃の温度範囲内で焼成し、多孔質の一次焼
結体とする工程；
（（−）前記−次焼結体に炭素質物質を含浸した後、９
００〜２２００ ’Ｃの温度に加熱し、炭素質物質を炭
素化し、炭素・炭化珪素複合体とする工程：
（ｄ）前記（ｃ）工程で得られた炭素・ｊ、マ化珪素複
合体を１５００〜２２００℃に維持し、炭素・炭化珪素
複合体の企む孔中にｆト、更を充崩させた後、１−１５
時間保持して炭素及び珪素を反応焼結する工程。」
あるいは、
［次の（イ）〜（ハ）の工程からなることを特徴とする
スピーカー用振動板の製造方法。(a) Free) Silicon carbide powder containing 5 elements or less than 10%, IA2-free silica content of 5 times or less, and an average particle size of 10 μm or less is molded into a desired shape. Step: (b) Insert the formed body into a heat-resistant container,
A step of firing within a temperature range of 0 to 2200°C to form a porous primary sintered body; ((-) after impregnating the carbonaceous material into the primary sintered body,
Step of heating to a temperature of 00 to 2200'C to carbonize the carbonaceous material to form a carbon/silicon carbide composite: (d) Carbon/j, silicon carbide composite obtained in the above step (c). After maintaining the temperature at 1500 to 2200°C and filling and collapsing the pores in the carbon/silicon carbide composite, 1-15
A process of reaction-sintering carbon and silicon by holding for a period of time. ” Alternatively, [a method for manufacturing a speaker diaphragm characterized by comprising the following steps (a) to (c).
（イ）遊＃炭素含有ち）が１０％以下、遊敲シリカ含有
驕が５重要１％以下であって、平均粒径か１０ルｍ以下
の炭化珪素粉末と、炭素質物質を混合し、これらを所望
の形状の生成形体に成形する工程；
（ロ）前記生成形体を耐熱性の容器内に挿入し、５００
〜２１００℃の温度範囲内て焼成することにより前記炭
素質物質を炭化し、多孔質の炭素・炭化珪素複合体から
なる一次焼結体とする工程；
（ハ）この（ロ）工程で得られた炭素・炭化珪素複合体
を１５００〜２２００℃に誰持し、炭素・炭化珪素複合
体の気孔中に珪素を充填させた後、１〜１５時間保持し
て炭素及び珪３ζを反応焼結する工程」
のいずれかの方法を採用すれば、−に記のような特性を
有するスピーカー用振動板を確実かつ容易に製造するこ
とができるのである。(a) Mixing silicon carbide powder with a free carbon content of 10% or less, a free silica content of 1% or less, and an average particle size of 10 μm or less, and a carbonaceous material, A step of molding these into a green body of a desired shape; (b) Inserting the green body into a heat-resistant container,
A step of carbonizing the carbonaceous material by firing within a temperature range of ~2100°C to obtain a primary sintered body consisting of a porous carbon/silicon carbide composite; The carbon/silicon carbide composite is held at 1500 to 2200°C to fill the pores of the carbon/silicon carbide composite with silicon, and then held for 1 to 15 hours to react and sinter the carbon and silicon 3ζ. If any one of the above methods is adopted, it is possible to reliably and easily manufacture a speaker diaphragm having the characteristics described in -.
以 −トBelow
Claims (1)
と、前記多孔質炭化珪素によって形成される空間に相当
する部分に充填された炭素及び金属珪素の反応によって
形成された炭化珪素とからなるスピーカー用振動板。 ２）、前記多孔質炭化珪素によって形成される空間は、
多孔質炭化珪素の全容積の６０容積％以下である特許請
求の範囲第１項記載のスピーカー用振動板。 ３）、前記スピーカー用振動板は、金属珪素および遊離
炭素の未反応部分の含有量の合計が１０容積％以下であ
る特許請求の範囲第１項あるいは第２項記載のスピーカ
ー用振動板。 ４）、前記スピーカー用振動板は、気孔率が２０容積％
以下である特許請求の範囲第１項〜第３項のいずれかに
記載のスピーカー用振動板。 ５）、前記スピーカー用振動板は、ヤング率が２×１０
＾４ｋｇ／ｍｍ＾２上、平均曲げ強度が４０ｋｇｆ／ｍ
ｍ＾２である特許請求の範囲第１項〜第４項のいずれか
に記載のスピーカー用振動板。 ６）、次の（ａ）〜（ｄ）の工程からなることを特徴と
するスピーカー用振動板の製造方法。 （ａ）遊離炭素含有量が１０％以下、遊離シリカ含有量
が５重量％以下であって、平均粒径が１０μｍ以下の炭
化珪素粉末を所望の形状の生成形体に成形する工程； （ｂ）前記生成形体を耐熱性の容器内に挿入し、１５０
０〜２２００℃の温度範囲内で焼成し、多孔質の一次焼
結体とする工程； （ｃ）前記一次焼結体に炭素質物質を含浸した後、９０
０〜２２００℃の温度に加熱し、炭素質物質を炭素化し
、炭素・炭化珪素複合体とする工程； （ｄ）前記（ｃ）工程で得られた炭素・炭化珪素複合体
を１５００〜２２００℃に維持し、炭素・炭化珪素複合
体の気孔中に珪素を充填させた後、１〜１５時間保持し
て炭素及び珪素を反応焼結する工程。 ７）、次の（イ）〜（ハ）の工程からなることを特徴と
するスピーカー用振動板の製造方法。 （イ）遊離炭素含有量が１０％以下、遊離シリカ含有量
が５重量％以下であって、平均粒径が１０μｍ以下の炭
化珪素粉末と、炭素質物質となるものとを混合し、これ
らを所望の形状の生成形体に成形する工程； （ロ）前記生成形体を耐熱性の容器内に挿入し、５００
〜２１００℃の温度範囲内で焼成することにより前記炭
素質物質を炭化し、多孔質の炭素・炭化珪素複合体から
なる一次焼結体とする工程； （ハ）この（ロ）工程で得られた炭素・炭化珪素複合体
を１５００〜２２００℃に維持し、炭素・炭化珪素複合
体の気孔中に珪素を充填させた後、１〜１５時間保持し
て炭素及び珪素を反応焼結する工程。[Scope of Claims] 1) Formed by a reaction between porous silicon carbide mainly having a three-dimensional network structure and carbon and metallic silicon filled in a portion corresponding to the space formed by the porous silicon carbide. A speaker diaphragm made of silicon carbide. 2) The space formed by the porous silicon carbide is
The diaphragm for a speaker according to claim 1, wherein the diaphragm for a speaker is 60% by volume or less of the total volume of porous silicon carbide. 3) The speaker diaphragm according to claim 1 or 2, wherein the total content of unreacted portions of metal silicon and free carbon is 10% by volume or less. 4) The speaker diaphragm has a porosity of 20% by volume.
A diaphragm for a speaker according to any one of claims 1 to 3 below. 5) The speaker diaphragm has a Young's modulus of 2×10
^4kg/mm^2 and average bending strength is 40kgf/m
The diaphragm for a speaker according to any one of claims 1 to 4, wherein the diaphragm is m^2. 6) A method for manufacturing a speaker diaphragm, comprising the following steps (a) to (d). (a) A step of molding silicon carbide powder having a free carbon content of 10% or less, a free silica content of 5% by weight or less, and an average particle size of 10 μm or less into a desired shape; (b) The formed body was inserted into a heat-resistant container, and
A step of firing within a temperature range of 0 to 2200°C to form a porous primary sintered body; (c) After impregnating the primary sintered body with a carbonaceous material,
A step of heating the carbonaceous material to a temperature of 0 to 2200°C to carbonize it to form a carbon/silicon carbide composite; (d) heating the carbon/silicon carbide composite obtained in step (c) above to a temperature of 1500 to 2200°C; After filling the pores of the carbon/silicon carbide composite with silicon, the process is held for 1 to 15 hours to react and sinter the carbon and silicon. 7) A method for manufacturing a speaker diaphragm, comprising the following steps (a) to (c). (b) Mix silicon carbide powder with a free carbon content of 10% or less, a free silica content of 5% by weight or less, and an average particle size of 10 μm or less, and a carbonaceous material; A step of molding the formed body into a desired shape; (b) Inserting the formed body into a heat-resistant container,
A step of carbonizing the carbonaceous material by firing within a temperature range of ~2100°C to obtain a primary sintered body consisting of a porous carbon/silicon carbide composite; A step of maintaining the carbon/silicon carbide composite at a temperature of 1500 to 2200°C, filling the pores of the carbon/silicon carbide composite with silicon, and then holding the composite for 1 to 15 hours to react and sinter the carbon and silicon.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19966986A JPS6356100A (en) | 1986-08-26 | 1986-08-26 | Speaker diaphragm and its manufacture |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19966986A JPS6356100A (en) | 1986-08-26 | 1986-08-26 | Speaker diaphragm and its manufacture |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6356100A true JPS6356100A (en) | 1988-03-10 |
Family
ID=16411651
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19966986A Pending JPS6356100A (en) | 1986-08-26 | 1986-08-26 | Speaker diaphragm and its manufacture |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6356100A (en) |
-
1986
- 1986-08-26 JP JP19966986A patent/JPS6356100A/en active Pending
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