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1、,海帆国际有限公司副总经理应正铭2008年1月保留资料的知识产权未经授权不得公开发表或翻印、散发,Ferrofluids in Loudspeakers用于音响的磁液使用说明,海帆、弘凌公司代理的部分高科技产品,杜邦帝人公司 Teonex ( PEN ) 薄膜Victrex Aptiv PEEK 制造振动膜片的新材料Ferrotec 磁液 美国宇航材料转民用的成功典范埃克森美孚 Santoprene(山都平) 取代橡胶及泡棉边的新材料TDK 电子零件可恢复保险丝（PPTC）EEPROM 电擦除只读存储器,振膜球顶和平衡式高音驱动器带式和静电式扬声器动圈式扬声器 电容式、带式和动圈式麦克风 耳机
2、换能器, 移动电话换能器, 高音杯, 防尘帽,阿尔派公司的X型低音扬声器新产品,SantopreneTPV折环,直接注射成型在PP盆上的Santoprene折环 不用胶水粘结,直接注射成型在纸盆上的Santoprene折环 注射前涂胶在纸盆表面,大尺寸Santoprene折环,磁液的最新成果和发展趋势,在高温和强磁场下寿命更长 - APG2100，APG1100成本更低 FRM、MPG系列针对性、多样化 中低音喇叭、压缩驱动器、耳机更小的SPL变化（定居现象小）更小的温度对粘度的影响,寿命更长的磁液APG2100/1100,高温和强磁场下凝胶时间更长，取代APG800、900系列,成本更低的磁
3、液,小型全频喇叭专用多媒体磁液FRM 和 MPG系列根据平板电视、插入式MP3播放器和电脑喇叭的特点而设计开发磁液被加注在音圈骨架的内侧，主要作用定中或润滑。使扬声器不需要弹波，更小更薄，消除异音，降低产品不良率,针对性 多样化,压缩驱动器专用 CD E系列磁通密度约1.4T到2.2T，要求胶体稳定性高声压可以达到或超过130dB，要求耐超高温防止高温引起的烧圈和功率压缩现象中低音喇叭专用 APG W系列音圈振幅大，普通磁液容易飞溅对音圈定中力大，防止擦圈和飞溅,讨论要点 Contents,磁液的主要成分/功能主要性能：饱和磁化强度、粘度及变化规律用量计算和实际用量的控制如何选用恰当的磁液系列
4、和品种，优化产品材料的相容性，问题的防范如何判别磁液的优劣什么是磁液的迁移和飞溅，如何防止影响SPL的因素(温度/定居/磁场均匀度等)其他常见问题,1960年代美国太空总署为液体火箭开发的高科技纳米材料七年代转为民用扬声器、密封圈、电脑硬盘、光学读取头,磁液简史,磁液的主要成分,1) 磁性微粒(纳米材料,直径约为十万分之一毫米)2) 分散剂（防止磁微粒相互吸引、聚集）3) 载体(基液烃类和酯类）在强磁场、高温下长期稳定的胶体。质量好的磁液不应该凝胶、沉淀、分离,流感病毒,污水中的粒子,可见光,磁液的主要功能,1)提高功率承受能力2)使频响曲线变平滑，简化分频器设计3)降低功率压缩效应，减少失真
5、4)使音圈保持中心位置（定中）5) 改善瞬态响应（后沿）6) 减少阻抗变化7) 降低不良率和减少退货8) 密封磁隙，防氧化,磁液的主要功能,使用磁液后，音圈温度上升比较慢,音圈温度与磁液,Effect and benefit of using ferrofluid on mid bass/satellite woofer 2HEAT TRANSFER,Confidential,使频率响应曲线变得平滑,磁液的主要功能,低音扬声器，功率压缩，没加磁液，35瓦,功率压缩效应,磁液的主要功能,频率（千赫）,磁液的主要功能,磁液降低功率压缩效应,使用磁液之后，功率压缩效应变小了,减少失真、音染,音圈径向
6、的或不规则运动产生谐波失真与音染磁液对音圈的定中力减小谐波失真与音染气隙中的磁液形成一个密封圈，或液态的圆环，它消除了空气在气隙中的互调噪声，尤其是在活塞频率段,磁液的主要功能,（使用贝尔的Sysid测试）,一寸球顶高音,音染,1瓦，没用磁液,db,使用了磁液,频率 （千赫）,减少失真和音染达10-20dB,磁液的主要功能,定中使音圈在磁隙中保持中心位置,音圈中心定位：当音圈在气隙中有径向位移时，磁液就会给一个复位力定中力计算:大小与位移成正比，系数K=2MsHmht/r（N/M）25mm球顶高音典型值:Ms=0.01泰斯拉Hm=1.2106安培/米，h=0.003米,t=0.0003米,r=
7、0.0127米，那么常数k=1.7牛顿/米虽然它只有弹波所提供的力的几分之一，但仍然足以影响运动中的音圈保持中心位置(定中)。 应用实例：全音频扬声器FRM 系列磁液无弹波低音扬声器（特种磁液APG S/ O系列）,磁液的主要功能,磁液的主要特性,1）饱和磁化强度（110 - 440高斯，G）2) 粘度 2510,000 厘泊，cP（27 0C）粘度随温度的变化而变化（举例：曲线图）3)热稳定性：在强磁场中长期耐高温，不凝胶;载体的低挥发性不等于磁液的长寿命凝胶早于干枯而发生4)良好的胶体稳定性(在强磁场中固体和载体分布的均匀度),主要特性,粘度随温度变化温度高粘度小；温度低粘度大每12-15
8、 C，粘度增加或减小一倍粘度大对音圈阻尼大SPL降，反之亦然有关曲线可在资料中找到,同一个扬声器加上等量不同粘度的磁液之后测定的频响曲线产品开发工程师选取磁液品种的依据之一(?),没有加磁液,加粘度较小的磁液,加粘度较大的磁液,磁液粘度和阻尼的关系,使用须知,APG800系列一览表，其他系列可在CD中找到,主要特性,磁液的选用、寿命比较和发展方向,Ferrotec 有11大类，120多种磁液（还在不断增加）他们的特点、用途和今后发展方向,磁液系列一览表,磁液在强磁场、高温下的寿命对比,强磁场、高温下磁液寿命的对比,不同系列磁液之间差异,主要特性,用量计算与控制,磁液定量加注设备,开发用：手动可
9、调式微量液体分配器(Micro-dispenser) (美国制造) -配套服务项目 生产线用：高精度点胶机 美国FMI（专利陶瓷泵，精度达1%，避免了压缩空气造成的误差 ） 配套服务项目，参见下页照片 音圈直径越小，用量误差对SPL的影响越大(?),用量计算与控制,用量计算与控制,磁液机的调节,实际加注量允许的误差可以在计算值的10%之间。磁液机的精度应高于此要求，并要保证其重复精度（一致性）。设备应定期由专人用更高精度的计量仪器进行调校。为便于工人操作，应该把用量换算成设备的读数，即磁液加注机的定时器读数和气压表的压力（如果是采用气压式的设备）。建议设定其中一个值，然后加注磁液到一个已知重量
10、的小容器内，用高精度电子称秤重，利用公式 重量=体积X密度（其中体积是计算值，密度从磁液的规格书中可查到）。把实际的加注量与计算结果相比较，再校正气压表（或定时器），直至达到满意结果。每种不同型号的喇叭都要做这一步工作，最后可得出下表，粘贴于磁液机上就成为操作指引，方便工人操作。 如果贵公司目前所使用的磁液点滴机精度不能满足要求的话，我们可以推荐高精度点滴机的品牌和型号。,用量计算与控制,一个扬声器加上一种磁液之后,在不同温度下的频响曲线变化(QC常见问题及控制SPL对策改变粘度？用量？)掌握规律，用特定标准管控。,温度较高,温度较低,没有加磁液,温度、粘度(阻尼)和频响曲线,使用须知,磁液的
11、定居现象,定居：加入磁液后，喇叭的SPL在一定时间内的变化(排除温度等其他因素) 规律：SPL在最初24小时的变化是全部变化的90%。粘度小,定居快13天; 粘度大,较慢(7天或以上） 其变化遵循渐近线规律IPQC和 OQC的SPL管控差异鉴别磁路同心度、胶体稳定性和SPL关系,使用须知,加入磁液后立即测量的频响曲线 加磁液24小时后测量的频响曲线 ,定居现象,刚刚加入磁液,加磁液24小时以后,使用须知,APG833胶体稳定性较好，定居幅度小,使用须知,某品牌磁液，胶体稳定性差，定居幅度大,使用须知,偏心-磁场分布不均匀现象,偏心-磁场分布不均匀大颗粒向场强大处聚集局部阻力增大SPL下降 如果
12、磁液的胶体稳定性差，造成的问题更大（飞溅、寿命）,温度、定居和场强分布对SPL的综合影响与鉴别,使用须知,影响SPL的因素归纳,温度（对所有产品有影响，季节性）定居(一定时间内和程度上，有规律)磁路同心度或磁强的均匀度（随机性）磁液的胶体稳定性（不同品牌和品种）磁液的用量多少及一致性（离散性）其他 污染造成磁液粘度的改变 等等逐一排除可能性，找到原因，对症下药(红外探测法-IR),使用须知,选用磁液时要考虑的要点,一、承受功率(音圈温度)、使用场合(环境温度，湿度) - 选用恰当的磁液系列二、材料的相容性等因素1）音圈骨架材料铝,开帕通(Kapton), Til与APG800，900，2100
13、(REN)系列磁液都完全相容;而牛皮纸、某些Nomex2）中心胶与磁液(液态、气态、固态)3）音圈骨架的接缝与补强纸的宽度（毛细管与迁移）4）引出线和金属表面粗糙度(毛细现象),使用须知,音圈骨架,补强纸,绕组/引出线,安全距离,中心胶,不小于0.1mm,不小于0.1（0.025）mm,db,Hz,毛细现象（迁移）浸润中心胶软化（SPL 谷 ）极端：膜片脱落污染音膜,接缝宽度,使用须知,RESULT 1 结果 1Fig. 2(a) observation after 2 hours Fig. 2(b) observation after 8 hours图2(a) 2小时后的观察结果 图2(b)
14、8小时后的观察结果 Fig. 2(c) observation after 24 hours图2(c) 24小时后的观察结果,引出线上的胶水阻止磁液的迁移,磁液的迁移,注意补强纸、骨架缝宽度；引出线、金属表面粗糙度,使用须知,磁液与胶水的相容性(概要),APG800/900/2100与环氧类胶水相容性非常好;与聚酰胺（Polyamide, Nylon尼龙）和丙烯酸（Acrylic，压克力）类胶水的相容性也相当好。与氯丁二烯橡胶（Chloroprene）类并不完全相容。然而事实上，不少扬声器制造商在同时使用（如868K）(也许是因为使用方便,两者又不直接接触),使用须知,RESULTS 结果,R
15、EMARKS备注 : Good compatibility相容: Adhesive seriously affects the important properties of ferrofluid胶水严重影响磁液的重要特性/* :Adhesive affected a ferrofluid for some combinations of ferrofluid and adhesive胶水影响某些磁液和胶水的化合物,磁液飞溅问题,原因Fo附近音圈振幅大，听纯音功率太大有气流（主要原因）磁液的饱和磁化强度太小（次要原因）磁液的胶体稳定性太差或加注量过多对策让气流旁路（通风主要手段）适当提高磁液的饱和磁化强度（辅助手段）选用优质的磁液，控制用量,使用须知,磁路胶对磁液的影响,溶剂挥发腔体内集聚改变磁液粘度,欢迎公平竞争 反对误导,不断降低成本、提高产品质量和服务水平的动力新产品开发的发动机，使价格趋向合理的杠杆竞争对手：Matsumoto(SP), Moretec(P)，黑龙江、北京、山东、马鞍山、长沙、中山 误导：片面强调载体的低挥发性。扬声器受磁场和高温的双重作用。强磁场和高温才是试金石请通过正规渠道采购，认明生产厂、商标、品种和包装,
