——五星式超強(qiáng)釹鐵硼磁路專利技術(shù)簡介
張 百 良
國內(nèi)發(fā)燒友都知道選喇叭單體要看其磁路的份量，通過看磁路份量，就可知其大概功率承受能力，國外一些著名廠家，如ATC、Bolero等，其磁鋼的大型化是空前絕后、無以復(fù)加的，所以ATC雖以效率低而著稱，但其音色、瞬態(tài)和大動態(tài)卻是所有頂班發(fā)燒友所交口稱道的。然而，市面上亦有不少采用大磁鋼的喇叭，且賣價(jià)不菲，但購回實(shí)測，磁通密度卻非常小，所以想其會有好的表現(xiàn)是不可能的。可見磁路設(shè)計(jì)是一門極其復(fù)雜的科學(xué)，決不是加大磁鋼重量那么簡單，君不見ATC的巨型磁鋼是有其不同尋常的巨型磁路相配合的，單是喇叭磁路設(shè)計(jì)就可以寫出一本幾百頁的書了。
但是經(jīng)過這么幾十年的喇叭生產(chǎn)，喇叭的磁路卻一直沒什么突破。ATC雖然名氣大，采用了超巨型磁路設(shè)計(jì)，可是為了保證它那優(yōu)異的音色，其靈敏度卻仍然只有81dB這么低，根本的原因就在于鐵氧體磁鋼的磁性能有限，所謂“麻袋繡花”，靚極有限。
筆者專門從事磁學(xué)研究多年，自從搞揚(yáng)聲器設(shè)計(jì)以來一直想尋找一條好的方法，設(shè)計(jì)出一個全新的揚(yáng)聲器磁路。經(jīng)過一年摸索研究，在前輩、同學(xué)、朋友的幫助下，找到了一種全新的材料，即釹鐵硼。這種材料的磁性能是傳統(tǒng)鐵氧體磁鋼的十倍以上，經(jīng)過實(shí)驗(yàn)又摸索出一種全新的磁路設(shè)計(jì)，在此一述，以饗廣大發(fā)燒友。
釹鐵硼材料是近年來發(fā)展起來的一種新型超強(qiáng)磁性材料，自這種材料問世以來，引起了美、日、西歐、中國等國家的廣泛重視，視為一種戰(zhàn)略資源，關(guān)于釹鐵硼材料的專利權(quán)問題的官司，上述國家之間打得不可開交，誰也不愿意將這一重要材料的壟斷權(quán)拱手讓人。
但是釹鐵硼材料的優(yōu)良性能，卻為何至今未在Hi-Fi界一顯身手呢？原因無外乎以下三點(diǎn)：
一、釹鐵硼材料性能優(yōu)良，但其價(jià)格卻是鐵氧體材料的7-8倍。雖性價(jià)比占優(yōu)，但如果設(shè)計(jì)不好，這點(diǎn)優(yōu)勢將不復(fù)存在，甚至更有可能使生產(chǎn)成本更高。
二、釹鐵硼材料存在一個缺點(diǎn)，那就是普通的這種材料耐腐蝕性能差，在空氣中3年就會產(chǎn)生較嚴(yán)重的腐蝕，這個問題解決不好，生產(chǎn)的喇叭壽命也就只有2、3年了。
三、釹鐵硼材料存在一個使用難題，那就是其矯頑力奇高，普通充磁機(jī)“動”不了它的一根毫毛，許多廠家都是遇到這一難題才知難而退的。
由于上述原因，所以目前國內(nèi)無一家用釹鐵硼材料生產(chǎn)Hi-Fi喇叭，國際上也僅有少數(shù)大廠如KEF、JBL等在其極品型號上偶一為之。
筆者在國內(nèi)數(shù)家磁學(xué)領(lǐng)域的科研單位和高校的多位教授級專家的通力合作下，歷時(shí)一年，經(jīng)無數(shù)次試驗(yàn)，終于找到一種最佳的釹鐵硼材料防腐方法，并拿出這一全新的五星磁路設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)示意如圖1，而傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)如圖2。國外KEF、JBL等廠家雖然采用了釹鐵硼材料，但在磁路設(shè)計(jì)上仍沿用圖2的傳統(tǒng)的鐵氧體磁路設(shè)計(jì)，采用一片大的釹鐵硼圓環(huán)。殊不知這種材料的生產(chǎn)工藝與鐵氧體截然不同，鐵氧體材料是模壓成型，采用圓環(huán)、圓片或方片的材料利用率都是一樣的；而釹鐵硼材料卻不同，它是粉末冶金工藝，是壓鑄成一定大小的方棒，在線切割或切片成各種所需形狀，據(jù)筆者計(jì)算，按傳統(tǒng)方式需要用一個Φ60*Φ30*h5左右的大圓環(huán),則材料利用率只用45%左右.可想而知,其性價(jià)比將反而低于鐵氧體傳統(tǒng)磁鋼.當(dāng)然磁路的體積與重量大大降低,在許多方面會有相當(dāng)益處.下文另有論述.
筆者發(fā)明的這一專利技術(shù)是采用5片Φ23*h5的釹鐵硼材料來代替Φ60*Φ30*h5的圓環(huán)片,材料利用率陡然上升為80%,加之Φ23的圓片加工較易,加工費(fèi)較低，從而使得總的磁路成本降為傳統(tǒng)釹鐵硼磁路的2/3左右，為在Hi-Fi揚(yáng)聲器中使用新一代超強(qiáng)釹鐵硼磁路開辟了一條通途。
成本低只是本專利的目的之一，另外一條很重要的優(yōu)點(diǎn)就是，由于有效地形成了音圈直接到喇叭外的氣流散熱，使得音圈在大功率負(fù)荷時(shí)的溫度大幅度下降，據(jù)我們的測試表明，采用該磁路設(shè)計(jì)6.5"75芯一體化PP盆低音的功率承受能力比歐洲名廠喇叭提高了許多，瞬間承受達(dá)到2000W/10ms，而連續(xù)功率達(dá)到250W（IEC標(biāo)準(zhǔn)）。歐洲名廠的類似喇叭的這兩個參數(shù)值分別為1000W/10ms和150W。
這中間的道理很容易理解，很多發(fā)燒友大概會經(jīng)常用烙鐵焊一些小元件，可是如果你拿一個電風(fēng)扇對著烙鐵吹，那你的烙鐵可能會熔化不了焊錫。由于功率越大，喇叭的振幅也越大，流經(jīng)音圈的氣流也就越大，熱的散失也就越大，這和有一個自動調(diào)整開關(guān)在控制電風(fēng)扇轉(zhuǎn)速相似，烙鐵功率越大，風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速也越大,從而吹向烙鐵的風(fēng)速也就越大，烙鐵的溫度始終升不高，這就是我們的喇叭的功率承受能力是歐洲名廠的兩倍的原因。
采用該設(shè)計(jì)的實(shí)際磁路結(jié)構(gòu)用于6.5"單體上，總磁通量達(dá)到8T*cm2，靈敏度為87dB，或許有的發(fā)燒友會問釹鐵硼磁鋼既然那樣強(qiáng)，為何不把磁通做大一些，使得靈敏度達(dá)到90dB左右呢？這一點(diǎn)上要考慮到綜合的因素，如喇叭的Q值等其它指標(biāo)，并不是磁場越強(qiáng)喇叭就越好，記得日本曾有過將喇叭減磁以求靚聲。比如我們把磁場升上去的話，Q值就會太低，而功率承受能力也會降低；Q值太低設(shè)計(jì)箱子就會很困難，目前我們把Q值調(diào)在0.38左右，這對裝箱來說是一個最佳值。一句話，釹鐵硼磁路給了我們調(diào)整磁場強(qiáng)度的自由度，可以根據(jù)Q值、功率承受能力而綜合調(diào)整磁路。采用鐵氧體磁路、就沒有這個自由度了，因?yàn)閷?jīng)典鐵氧體磁路提高磁場強(qiáng)度幾乎是不可能的。如果要考慮Q值、功率承受等因素，而改動磁路結(jié)構(gòu)，則勢必會造成磁通降低靈敏度下降。因它的性能已經(jīng)用到極限了，加大磁鋼外徑有限，而加厚磁路的厚度是會出問題的，比如丹麥Dynaudio的17W-75采用的是凹盆單磁路，17W-75XL采用的是凸盆雙磁路，17W-75為什么不用雙磁路呢？因?yàn)椴捎冒寂柙儆秒p磁場路的話，大振幅時(shí)凹盆的底部會碰到磁路。所以Dynaudio才會獨(dú)獨(dú)出了一個84dB的17W-75凹盆單磁路型號，而我們的凹盆型號與凸盆型號的靈敏度是一樣的，但音色各有勝場。傳統(tǒng)的釹鐵硼磁路結(jié)構(gòu)也可以這樣做，這就是釹鐵硼磁路小型化的一個優(yōu)越之處。
講起來也是無巧不成書，就在我們通過試生產(chǎn)準(zhǔn)備轉(zhuǎn)入正式生產(chǎn)，并向國家專利局申報(bào)了專利之際，香港應(yīng)泰公司的劉老板來珠海到我們公司作客，劉先生是歐洲著名喇叭品牌Morel的代理，為人豪爽，十分健談。閑談中，劉先生提及Morel新推出一種高新科技的單體，與我們的喇叭外型相似，但它的磁路是世界第一流的，說著就拿出宣傳資料給我們看，言語中十分自豪。當(dāng)我拿到宣傳資料一看，不由一驚，這世界竟然這么小，Morel的這款新型喇叭的關(guān)鍵也是采用了5塊小圓片釹鐵硼磁鋼，根據(jù)照片判斷，也是25左右，再仔細(xì)看，發(fā)覺Morel的設(shè)計(jì)與我們之設(shè)計(jì)有所不同，他是在華司與五片磁鋼之間用了一片圓型鐵片導(dǎo)磁，這樣結(jié)構(gòu)簡單，但是與下面的U鐵有了磁短路，另一方面也就少了我之設(shè)計(jì)中的自動風(fēng)冷，由于與劉先生相交頗深，為免除日后我之產(chǎn)品上市時(shí)劉先生誤會，而引致不愉快，我當(dāng)即拿出做好的喇叭成品和磁路系統(tǒng)，給劉先生介紹兩者的同與不同之處。過后劉先生非常高興，連聲“真是英雄所見略同”。
是的，Hi-Fi界內(nèi)一直歐美名廠之天下，鮮見中國人在世界 Hi-Fi舞臺上露面，一直是步歐美名廠之后塵，走抄襲仿冒之路，一旦有中國人能夠在Hi-Fi的世界舞臺上發(fā)出中國人的聲音，作為一個中國人又怎能不興高采烈呢？想當(dāng)初南京熊貓廠的功放在世界上獲獎之際，國內(nèi)發(fā)燒友與音響界同仁有誰不覺得心花怒放呢？！可惜曇花一現(xiàn)，便無下文。
而今我們的設(shè)計(jì)雖與Morel的不謀而合，這一方面說明我們的設(shè)計(jì)水平還有限，我們想到的歐美名廠也能想到。另一方面，也說明了歐美名廠的技術(shù)并不是中國人達(dá)不到的。在將釹鐵硼材料引入Hi-Fi喇叭方面，我們至少可以說在世界是“有一位置的”并且我們的喇叭在功率承受方面還遠(yuǎn)優(yōu)于歐美名廠呢。
劉先生返港不久，特意電傳了一份廣告詞，對我們的設(shè)計(jì)評價(jià)甚高。但我們有自知之明，這僅僅是第一步，離實(shí)現(xiàn)我們的長遠(yuǎn)目標(biāo)，在世界Hi-Fi音響史上寫下中國人的輝煌一頁，還有一段相當(dāng)長的艱苦路程。
