在产品的应用过程中,人们发现由于电容式的振膜材料要求极薄,脆弱易变形,对环境噪音也过于敏感,寿命短等诸多的缺点。在此之后,工程师们便尝试着用各种不同的材料来制造振膜。理想中的振膜材料应当是延展性能好,抗各种物理腐蚀性,比如氧化、湿气、酸碱性等,具有极好的动态响应。不仅如此,这种材料要足够的轻量化,还不能有杂质且要有较长的使用寿命。显然,在自然界中应该是找不到这种看起来就不切实际的材料了。这些要求也确实给工程师们带来了不小的挑战。
早期的麦克风振膜材料相当的广泛。在1921年,当时的第29届美国总统哈丁就职演说时采用的Westen Electric(西电)387型麦克风上,使用的是0.0017英寸厚度的杜拉铝(Duralumin)的振膜。
1942年,贝尔实验室又成功开发出了640AA型号的电容麦克风。他们将拾音振膜材料从铝合金改为更高强度、耐腐蚀的钢。从而降低了因环境气压、温度、湿度等的波动对麦克风产生的影响。这款产品优异的性能和出色的可靠性使其一度成为美国国家标准局等专业机构的基准测试工具。
很多年来,声学大拿们便朝着这些目标对电容麦克风做出了诸多的改进,这中间诞生了众多的高分子类、纸浆类、复合类的薄膜材料,但为了使这些材料能够导电以便采集振动信号,一些材料就不得不使用到了薄膜金属化工艺。我们现在常见的麦克风薄膜金属化的主要方式是镀金。
随着材料科学的发展,美国杜邦(Dupont)在50年代开始制造一种叫Mylar的材料,也叫PET聚酯薄膜(聚对苯二甲酸乙二醇酯)。
这种PET材料在我们现在生活中仍然很常见,它具有很强的耐腐蚀性,能够在零下70度到60度温度范围内长期使用,也具有很好的抗冲击力学性能。材料轻量化,具有良好的刚性,寿命长,显然,这种材料用来作为振动媒介再合适不过了,它也目前蕞常见的麦克风薄膜材料。
在1951年,奥地利的AKG制造出了CK12这款经典的拾音器。早期的CK12振膜采用的是10微米的PVC材料,后期则改用了9微米度的聚酯薄膜。直到今天,采用这种振膜的C12麦克风仍然是市场上蕞昂贵、蕞受欢迎的录音麦克风。
但材料科学的脚步并没有止步于此,更强大的PEN材料也在70年代诞生了。PEN(聚萘二甲酸乙二醇酯)是由日本公司帝人公司开发的聚酯材料新品种。在物理性能上较PET更胜一筹,尤其是对气体和水的阻隔性能更好,材料本身几乎不受潮湿环境的影响。
但由于生产成本的限制,在它被研发出来的几十年里并没有得到大规模的普及。从性价比角度来说,PEN仍然无法与PET相竞争。比如,90年代时,PEN曾被用于制造高级相机的胶卷介质和至今仍在使用的LTO规格的磁带存储技术。
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