JPS5816839B2 - 音響装置用振動板の製造法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明はべＩＪ ＩＪウム（Ｂｅ）系振動板の製造法
に関し、音響上の特性の優れたＢｅ系振動板を得ようと
するものである。

音響上良好な特性を有する振動板は電気信号等を機械的
振動に変換し、あるいは機械振動を電気信号に変換する
際の変換特性が良好であることが要求される。

この変換特性は特に高音領域においては振動板が分割振
動を行なうため振動板の構造、配置等よりも、振動板自
体の材質に負うことが多い。

このため、Ｂｅ製振動板、Ｔｉ製振動板等が開発された
わけであるが、これらの振動板材料は重量が軽く、かつ
ヤング率が大きいため、特に高音域において良好な変換
特性を有している。

本出願人は振動板材料に要求される諸行性を検討した結
果、重量が軽く、かつヤング率が太きいという諸行性の
ほかに、振動板を伝播する音の音速がなるべく犬である
ことが、忠実な音に近づけるために必要なことを見出し
た。

即ち、振動板を伝わる音の音速が太きいと、高音（可聴
音）ばかりでなく、高周波音も変換することが可能とな
るわけであり、自然の音は可聴音ばかりでなく、高周波
成分も含むものであるから、音速が大きく、高周波音も
伝播可能な振動板を用いれば、変換され、再現される音
は自然状態に近いものとなるからであると考えられる。

具体的には再現される音はまるく、音質に伸びを生ずる
。

従来のＢｅ製振動板は圧延加工あるいは蒸着によって製
造されていたが、振動板を伝播する音速は考慮されてお
らず、その振動板を伝播する音速は最良のものであって
も１１０００〜１２５００ ｍ／ｓｅｃ程度であった。

この発明はこのような振動板の製造法を改良することを
目的とするものであり、純度９９．７％以上のＢｅをＢ
ｅ源とし、３００〜８００℃の温度下に蒸着する工程を
含むことを特徴とするものである。

この発明による音響装置用振動板の製造法によれば基板
上に蒸着するＢｅ結晶の優先方位は（００１，１となり
、形成された振動板は主として〔００１〕を有するＢｅ
結晶から成ることとなり、振動板中を伝播する音の速度
は改良され、したがって、上述のように音が自然状態に
近いものとなる。

この発明を更に詳しく説明する。

この発明による振動板は後述の実施例より明かなように
、晶出するＢｅ結晶は主として（００１：］方位の方向
性を有している。

これに対し、従来のＢｅ系振動板は圧延加工によるのは
もちろん、蒸着によって製造したものであっても方位は
種々のものが存在し、実質的にランダムであり、方向性
を有していない。

純粋Ｂｅは本来（００１）方向に成長する傾向を有して
いるが、他に不純物、たとえばＢｅＯ等を含む場合、そ
れらの不純物の影響を受けて、（００１）方向以外の方
向に結晶が成長する。

かかる（００１）方向以外の方向へ成長するという志向
は微量の不純物の存在下でもかなり大きく、Ｂｅと不純
物との存在量に比例せず、加速度的に増加するという傾
向がある。

したがって、Ｂｅの純度が９９．５％以上、９９．７％
未満のものであっても、Ｂｅ結晶の〔００１〕方向存在
量はＢｅＯの影響による（６３１）方向よりも少ないこ
とがわかった。

従来、蒸着によってＢｅ系振動板を製造する場合、高純
度Ｂｅを用いる必要もなく、その必要性も考えられてい
なかったので、Ｂｅ結晶方向は実質的にランダムとなっ
ていたのである。

しかしながら、９９．７％以上のＢｅ純度の振動板を蒸
着によって製造する場合、意外にも（６３１）方位はほ
とんど生ぜず、（００１）方向が主として存在すること
がわかった。

かかるわけで、この発明により製造される振動板はＢｅ
の量が振動板の重量を基準として、９９．７％以上であ
ることが好ましい。

このＢｅ結晶の（００１）方位への配向度、即ちＢｅ結
晶面における全結晶面に対する（００１）方位の割合は
少なくとも５０％、好ましくは８０％以上であることが
望ましい。

５０％未満であると振動板中を伝播する音の音速が充分
に速くならず高音再生領域が狭くなり、又材質に粘さが
なくなり、取扱いに困難となる。

最も好ましくは１００％であることが望ましい。

この発明による振動板の製造に供されるＢｅに混在する
他の成分としてはＢｅＯ等を挙げることができる。

なお、この発明の製造法により製造される振動板の厚さ
は１５〜１００μｍ程度であるのがよいが、この発明に
おいて特に限定されない。

１５μｍ未満であると強度的に充分ではなく、１００μ
ｍを超えると重量が重くなりすぎるからである。

この発明はかかる振動板を製造する方法に関するもので
あり、この方法は純度９９．７％以上のＢｅインゴット
をソースとし、３００〜８００℃の温度下に蒸着する工
程を有している。

このようなりｅ純度９９．７％以上のＢｅインゴットは
Ｂｅ材料を一旦真空溶解し、凝固させて、不純物の主成
分たるＢｅＯ及び揮発性不純物の含有量を低下させるこ
とにより製造しえる。

このようにＢｅ材料を真空溶解法によってあらかじめ処
理すれば溶湯中のＢｅＯを除去しえ、また真空溶解炉は
加熱力を大きくとれるので揮発性不純物は揮発除去しえ
る。

Ｂｅインゴットの純度が９９．７％以上であるのは、前
述のように前記Ｂｅインゴットを用いて蒸着して製造し
た振動板はＢｅ結晶が（００１）方位を主として配向す
るからである。

かかるＢｅインゴットをＢｅ源として蒸着するわけであ
るが、Ｂｅを蒸着すべき基板は基本的に限定されず、従
来、Ｂｅ蒸着に用いていた基板であればいかなるもので
もよい。

たとえばＣｕ、モネルメタル製板を用いることができる
。

このようなりｅを蒸着させるに際し、蒸着系の温度は３
００〜８００℃であるのが必要である。

温度が３００℃未満であると、得られた製品が強度的に
不充分となり、８００℃を超えると、通常使用する基板
とＢｅが反応を生じてしまうからである。

この際、基板をあらかじめ３５０８Ｃ〜６５０°Ｃに予
熱しておくことが望ましい。

基板の温度が３５０℃未満であると、蒸着された原子が
動きにくく再配列が困難で結晶を（００１）方位にそろ
えにくく、６５０℃を超えると基板とＢｅが反応を起こ
して合金化するからである。

蒸着系の全圧は１０〜１０ ｍｍＨｇ程度である３ のが好ましい。

１０ ｍｍＨｇ未満であると蒸発原子の平均自由行程
が短かくなり基板とＢｅ源の距離を短くしなければなら
ず、生産性が低下する。

１０ １０ ｍｍＨｇを超えると装置の製造が難かしく、又
は高価なものになる。

蒸着速度は気相中に存在するＢｅ濃度、蒸着系の全圧、
温度等に関係するが、一般的に１〜３μｉであるのが好
ましい。

１μｍ／ｍ未満であると配列は充分であるが生産性は悪
く、３μｍ／ｍを超えると基板の温度によって決定する
再配列速度より蒸着速度が速くなるので配向度が悪化す
る。

このような蒸着法はこの発明において基本的に限定され
るものではなく、通常の真空蒸着法であってもよく、ま
た最近開発された活性化反応性蒸着法であってもよい。

活性化反応性蒸着法は実質的真空中において蒸着すべき
金属を気体状態において、電子線ビーム等によりイオン
化し蒸着させる方法である。

以下、実施例を説明する。

この実施例はこの発明を限定するものではない。

例 基板を４００℃に予熱し、６ＫＷの電子線ビームを用い
、Ｂｅ蒸気をイオン化し基板上に蒸着層を形成させた。

このときの蒸着系の温度は４５０℃、全圧は１０ｍｍＨ
ｇであった。

また蒸着速度は２μｍ／ｍであった。

蒸着層を２０μｍとした後、基板をＨＮＯ３で溶解除去
し、２０μｍの振動板を製造した。

このようにして製造された振動板をＸ線回折を行なった
結果を第１図、第２図として示す。

第１図は従来の振動板における結果であり、Ｂｅ源とし
て９９２％のインゴットを用いた場合のものである。

第２図はこの発明による振動板における結果であり、９
９．９４％純度のＢｅインゴットを用いた場合のもので
ある。

第１図、第２図より明かなように、この発明により製造
される振動板においてはＢｅ結晶は（００１）方位に主
として配向しており、次に（４２１）。

（２１２）、（６３１）方位の順に存在量が多い。

これに対し、従来の振動板は、（６３１）方位が一番多
く、次いで（００１）方位、［”４２１）方位、（２１
２）方位の順であった。

この振動板中を伝播する音の音速を測定した結果、この
発明により製造されたものは１４３００ｍ／ｓであり、
従来のものは１２３００ｍ／ｓであった。

一般にこの発明により製造される振動板中を伝播する音
の音速は１３０００〜１４５００ｍ／ｓであり、従来の
ものに較べて改良されていることがわかった。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のＢｅ系振動板のＸ線回折の結果を示すグ
ラフであり、第２図はこの発明により製造されたＢｅ系
振動板のＸ線回折の結果を示すグラフである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 純度９９．７％以上のＢｅをＢｅ源とし、３００〜
   ８００℃の温度下にこれを蒸着することによって成膜す
   る工程を含むことを特徴とする音響装置用振動板の製造
   法。