——五星式超強釹鐵硼磁路專利技術簡介
張 百 良
國內發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、無以復加的，所以ATC雖以效率低而著稱，但其音色、瞬態和大動態卻是所有頂班發燒友所交口稱道的。然而，市面上亦有不少采用大磁鋼的喇叭，且賣價不菲，但購回實測，磁通密度卻非常小，所以想其會有好的表現是不可能的。可見磁路設計是一門極其復雜的科學，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，單是喇叭磁路設計就可以寫出一本幾百頁的書了。
但是經過這么幾十年的喇叭生產，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計，可是為了保證它那優異的音色，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。
筆者專門從事磁學研究多年，自從搞揚聲器設計以來一直想尋找一條好的方法，設計出一個全新的揚聲器磁路。經過一年摸索研究，在前輩、同學、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鐵氧體磁鋼的十倍以上，經過實驗又摸索出一種全新的磁路設計，在此一述，以饗廣大發燒友。
釹鐵硼材料是近年來發展起來的一種新型超強磁性材料，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，視為一種戰略資源，關于釹鐵硼材料的專利權問題的官司，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拱手讓人。
但是釹鐵硼材料的優良性能，卻為何至今未在Hi-Fi界一顯身手呢？原因無外乎以下三點：
一、釹鐵硼材料性能優良，但其價格卻是鐵氧體材料的7-8倍。雖性價比占優，但如果設計不好，這點優勢將不復存在，甚至更有可能使生產成本更高。
二、釹鐵硼材料存在一個缺點，那就是普通的這種材料耐腐蝕性能差，在空氣中3年就會產生較嚴重的腐蝕，這個問題解決不好，生產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“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，所以目前國內無一家用釹鐵硼材料生產Hi-Fi喇叭，國際上也僅有少數大廠如KEF、JBL等在其極品型號上偶一為之。
筆者在國內數家磁學領域的科研單位和高校的多位教授級專家的通力合作下，歷時一年，經無數次試驗，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計，設計示意如圖1，而傳統的設計如圖2。國外KEF、JBL等廠家雖然采用了釹鐵硼材料，但在磁路設計上仍沿用圖2的傳統的鐵氧體磁路設計，采用一片大的釹鐵硼圓環。殊不知這種材料的生產工藝與鐵氧體截然不同，鐵氧體材料是模壓成型，采用圓環、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，據筆者計算，按傳統方式需要用一個Φ60*Φ30*h5左右的大圓環,則材料利用率只用45%左右.可想而知,其性價比將反而低于鐵氧體傳統磁鋼.當然磁路的體積與重量大大降低,在許多方面會有相當益處.下文另有論述.
筆者發明的這一專利技術是采用5片Φ23*h5的釹鐵硼材料來代替Φ60*Φ30*h5的圓環片,材料利用率陡然上升為80%,加之Φ23的圓片加工較易,加工費較低，從而使得總的磁路成本降為傳統釹鐵硼磁路的2/3左右，為在Hi-Fi揚聲器中使用新一代超強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點就是，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荷時的溫度大幅度下降，據我們的測試表明，采用該磁路設計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，瞬間承受達到2000W/10ms，而連續功率達到250W（IEC標準）。歐洲名廠的類似喇叭的這兩個參數值分別為1000W/10ms和150W。
這中間的道理很容易理解，很多發燒友大概會經常用烙鐵焊一些小元件，可是如果你拿一個電風扇對著烙鐵吹，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，這和有一個自動調整開關在控制電風扇轉速相似，烙鐵功率越大，風扇的轉速也越大,從而吹向烙鐵的風速也就越大，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。
采用該設計的實際磁路結構用于6.5"單體上，總磁通量達到8T*cm2，靈敏度為87dB，或許有的發燒友會問釹鐵硼磁鋼既然那樣強，為何不把磁通做大一些，使得靈敏度達到90dB左右呢？這一點上要考慮到綜合的因素，如喇叭的Q值等其它指標，并不是磁場越強喇叭就越好，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值太低設計箱子就會很困難，目前我們把Q值調在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整磁場強度的自由度，可以根據Q值、功率承受能力而綜合調整磁路。采用鐵氧體磁路、就沒有這個自由度了，因為對經典鐵氧體磁路提高磁場強度幾乎是不可能的。如果要考慮Q值、功率承受等因素，而改動磁路結構，則勢必會造成磁通降低靈敏度下降。因它的性能已經用到極限了，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？因為采用凹盆再用雙磁場路的話，大振幅時凹盆的底部會碰到磁路。所以Dynaudio才會獨獨出了一個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。傳統的釹鐵硼磁路結構也可以這樣做，這就是釹鐵硼磁路小型化的一個優越之處。
講起來也是無巧不成書，就在我們通過試生產準備轉入正式生產，并向國家專利局申報了專利之際，香港應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鍵也是采用了5塊小圓片釹鐵硼磁鋼，根據照片判斷，也是25左右，再仔細看，發覺Morel的設計與我們之設計有所不同，他是在華司與五片磁鋼之間用了一片圓型鐵片導磁，這樣結構簡單，但是與下面的U鐵有了磁短路，另一方面也就少了我之設計中的自動風冷，由于與劉先生相交頗深，為免除日后我之產品上市時劉先生誤會，而引致不愉快，我當即拿出做好的喇叭成品和磁路系統，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？想當初南京熊貓廠的功放在世界上獲獎之際，國內發燒友與音響界同仁有誰不覺得心花怒放呢？！可惜曇花一現，便無下文。
而今我們的設計雖與Morel的不謀而合，這一方面說明我們的設計水平還有限，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并不是中國人達不到的。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優于歐美名廠呢。
劉先生返港不久，特意電傳了一份廣告詞，對我們的設計評價甚高。但我們有自知之明，這僅僅是第一步，離實現我們的長遠目標，在世界Hi-Fi音響史上寫下中國人的輝煌一頁，還有一段相當長的艱苦路程。
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