ICS31.140 L21 中华人民共和国国家标准 GB/T15156—2015 代替GB/T15156—1994 压电陶瓷换能元件总规范 Genericspecificationforpiezoelectricceramictransducingelements 2015-06-02发布 2016-02-01实施 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局 中国国家标准化管理委员会发布前 言 本标准按照GB/T1.1给出的规则起草。 本标准代替GB/T15156—1994《压电陶瓷换能元件总规范》,与GB/T15156—1994相比,主要有 下列变化: ———包装、环境试验和性能测试类标准改为注日期引用(见第2章); ———增加了发电、变压和致动三类换能元件(见4.1); ———增加了压电应变常数d31、位移、最大出力、耐电压和机械强度的技术要求及测试方法(见5.4、 5.5、5.6、5.7、5.8、6.4、6.5、6.6、6.7和6.8); ———调整了章节结构:将分类和型号命名合并为一章,将要求与检验试验方法分开成两个独立章节 (见第4章、第5章和第6章); ———增加高温寿命试验(见5.15和6.15); ———修订了原标准中6.6的可焊性试验方法(见5.9和6.9); ———将原标准中6.11的振动、6.12的碰撞试验修改为机械强度(含抗压强度、静态弯曲强度)试验 (见5.8和6.8); ———调整了原标准中7.3的鉴定检验、7.4.2的周期检验的分组(见7.3.3和7.4.3.3)。 请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任。 本标准由中华人民共和国工业和信息化部提出。 本标准由全国频率控制和选择用压电器件标准化技术委员会(SAC/TC182)归口。 本标准起草单位:中国电子科技集团公司第二十六研究所、中国电子元件行业协会电子陶瓷及器件 分会。 本标准主要起草人:刘光聪、刘良芳、周洋舟、鲜晓军。 本标准所代替标准的历次版本发布情况为: ———GB/T15156—1994。 ⅠGB/T15156—2015 压电陶瓷换能元件总规范 1 范围 本标准规定了压电陶瓷换能元件(以下简称换能元件)的通用要求、试验方法和检验规则。 本标准适用于各类压电陶瓷换能元件。 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文 件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。 GB/T191—2008 包装储运图示标志 GB/T2414.1—1998 压电陶瓷材料性能试验方法 圆片径向伸缩振动模式 GB/T2414.2—1998 压电陶瓷材料性能试验方法 长条横向长度伸缩振动模式 GB/T2421.1—2008 电工电子产品环境试验 概述和指南 GB/T2423.1—2008 电工电子产品环境试验 第2部分:试验方法 试验A:低温 GB/T2423.2—2008 电工电子产品环境试验 第2部分:试验方法 试验B:高温 GB/T2423.3—2006 电工电子产品环境试验 第2部分:试验方法 试验Cab:恒定湿热试验 GB/T2423.28—2005 电工电子产品环境试验 第2部分:试验方法 试验T:锡焊 GB/T2423.30—2013 环境试验 第2部分:试验方法 试验XA和导则:在清洗剂中浸渍 GB/T2423.60—2008 电工电子产品环境试验 第2部分:试验方法 试验U:引出端及整体安 装件强度 GB/T2828.1—2012 计数抽样检验程序 第1部分:按接收质量限(AQL)检索的逐批检验抽样 计划 GB/T3389.1 铁电压电陶瓷词汇 GB/T3389—2008 压电陶瓷材料性能测试方法 性能参数的测试 GB/T4740—1999 陶瓷材料抗压强度试验方法 GB/T6427—1999 压电陶瓷振子频率温度稳定性的测试方法 GB/T11309—1989 压电陶瓷材料性能测试方法 纵向压电应变常数d33的准静态测试 GB/T11310—1989 压电陶瓷材料性能测试方法 相对自由介电常数温度特性的测试 GB/T11387—2008 压电陶瓷材料性能测试方法 静态弯曲强度的测试 GB/T16304—2008 压电陶瓷材料性能测试方法 电场应变特性的测试 SJ/T10321—1992 压电陶瓷点火器性能测试方法 3 术语和定义 GB/T3389.1界定的以及下列术语和定义适用于本文件。 3.1 最大出力 maximumpoweroutput 压电致动器在最大工作电压下的零位移输出力。 1GB/T15156—2015 3.2 可见损伤 visibledamages 会降低产品预定用途的可用性的损伤。 4 分类及型号 4.1 分类 换能元件按用途分为超声、电声、水声、引燃引爆、发电、变压、压力和致动等类型。 4.2 型号命名 4.2.1 换能元件的型号命名由四部分组成,如图1所示。 图1 换能元件的型号命名 4.2.2 第一部分用“HT”表示主称“压电陶瓷换能元件”。 4.2.3 第二部分用一个字母表示类别(见表1)。 4.2.4 第三部分用一个字母表示形状(见表1)。 4.2.5 第四部分用阿拉伯数字及常用国际单位表示典型参数,典型参数单位如下: a) 超声换能元件用频率,单位为兆赫兹(MHz)或千赫兹(kHz);当单位缺省时,表示kHz; b)电声、水声换能元件用频率,单位为千赫兹(kHz); c)变压换能元件用功率,单位为瓦(W); d)引燃引爆、发电换能元件用开路电压,单位为千伏(kV); e)压力换能元件用压电应变常数单位:10-12C/N; f)致动换能元件用位移量,单位为微米(μm)。 表1 换能元件的型号 符号HTCDS R BYZYJHGZQ T 意义主称 类别 形状 压电陶 瓷换能 元件超声电声水声引燃引 爆发电变压压力致动圆形矩形环形管形柱形球形特殊 形状 2GB/T15156—2015 4.3 填写示例 示例1: HTCY1.65MHz 表示频率为1.65MHz圆片形超声用压电陶瓷换能元件。 示例2: HTZG10μm 表示位移量为10μm管形致动用压电陶瓷换能元件。 5 要求 5.1 总则 换能元件应符合本标准和相关详细规范规定的所有要求。本标准的要求与相关详细规范不一致 时,应以相关详细规范为准。 按本标准提交的换能元件应是经鉴定合格的产品。 5.2 结构及外形尺寸 换能元件的结构和外形尺寸应符合详细规范的规定。 5.3 外观质量 除详细规范另有要求外,换能元件的外表面应清洁、无可见损伤。 5.4 机电性能 换能元件的机电性能应按换能元件类别进行选择,并在详细规范中具体规定。 换能元件的最大导纳频率fm、最小导纳频率fn、机电耦合系数K、动态电阻R1、自由电容CT、介 电损耗角正切tanδ、机械品质因数Qm、十倍时间老化率A、压电应变常数(静态值及准静态值)d33和 d31、压电电压常数(静态及准静态)g33、居里温度TC、频率温度稳定性Δf/f1、容量温度稳定性ΔC/C 和开路电压U(kV)等机电性能应符合详细规范的规定。 5.5 位移(致动类) 换能元件的位移应符合详细规范的规定。 5.6 最大出力(致动类) 换能元件的最大出力应符合详细规范的规定。 5.7 耐电压 换能元件在详细规范规定的试验电压(直流)、试验漏电流及持续时间要求下,试验过程中应无击穿 或飞弧,试验后应无绝缘破坏和明显的机械损伤。 5.8 机械强度 5.8.1 抗压强度 换能元件的抗压强度应符合详细规范的规定。 3GB/T15156—2015 5.8.2 静态弯曲强度 换能元件的静态弯曲强度应符合详细规范的规定。 5.9 可焊性(适用时) 换能元件的可焊性应符合详细规范的规定。 5.10 引出端牢固度(适用时) 换能元件的引出端牢固度应符合详细规范的规定。 5.11 电极附着强度 换能元件的金属电极附着强度应符合详细规范的规定。 5.12 低温 换能元件在承受低温试验后,外观应符合5.3的要求,机电性能应符合详细规范的规定。 5.13 高温 换能元件在承受高温试验后,外观应符合5.3的要求,机电性能应符合详细规范的规定。 5.14 恒定湿热 换能元件承受恒定湿热试验后,外观应符合5.3的要求,机电性能应符合详细规范的规定。 5.15 高温寿命(适用时) 换能元件在承受高温寿命试验后,外观应符合5.3的要求,机电性能应符合详细规范的规定。 5.16 标志 换能元件应按本标准或相关详细规范的规定进行标志。标志应准确、清晰和牢固。需作特殊标志 时,应不与本标准的规定相冲突并有明显区别。每个换能元件的标志应至少包含下列内容: a) 承制方名称或商标; b) 型号规格; c) 生产批号(时间)和编号。 由于换能元件尺寸限制不能完整标志时,应按相应的相关详细规范的规定标志,但在包装上作完整 标志。 6 试验方法 6.1 通则 除非另有规定,换能元件测量和试验应在GB/T2421.1—2008中5.3规定的测量和试验用标准大 气条件下进行。 温度:15℃~35℃; 相对湿度:25%~75%; 气压:86kPa~106kPa。 有争议时,采用仲裁试验的标准大气条件: 4GB/T15156—2015 温度:23℃±1℃; 相对湿度:48%~52%; 气压:86kPa~106kPa。 试验前,样品应在试验的标准大气条件下至少放置24h。 6.2 结构及外形尺寸 用精度符合详细规范要求的量具测量外形尺寸。 6.3 外观质量及标志 外观质量及标志检查应满足下列规