65140水声用压电陶瓷材料规范 标准 CB 1125-1998.pdf
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1、 ! 0 5 公日 中 国 船 舶 工 业 总 公 司 部 标 准 C B 1 1 2 5 -9 8 水声用压电陶瓷材料规范 S p e c i f i c a t i o n f o r p i e z o e l e c t r i c c e r a m i c m a t e r i a l o f u n d e r w a t e r s o u n d 1 9 9 8 一1 2 一2 9 发布1 9 9 9 -0 6 -0 1 实施 中国船舶工业总公司发 布 中国船舶工业总 公司部 标准 C B 1 1 2 5 -9 8 分类号: u 0 5 水声用压电陶瓷材料规范 S p e
2、c i f i c a t io n f o r p i e z o e l e c t r i c c e r a mi c 代替C B 1 1 2 5 - 1 1 2 8 一8 6 m a t e r i a l o f u n d e r wa t e r s o u n d 范围 , . 1 王题内容 本规范规定了六种类型水声用压电陶瓷材料的要求、 质量保证规定和交货准备等. 1 . 2 适用范围 不规范适用于水声用压电 陶瓷 材料。电 声与超声用压电陶瓷 材料也可参照使用。 1 . 3 分类 根据G B 3 3 8 8 对材料功能 特性的 规定, 本规范规定的六种压电 陶瓷 材料分为
3、以下几类: a . P 一4 1 中功率发射型; b . P -4 2 中功率发射型, 电容率和机电锅合系数比P -4 1 高; : . P -4 3 属中功宽发射型, 可作 为收发兼用; d . P 一5 1 高灵敏度型; 。 .P - 5 2 高灵敏度型, 压电应变常数和电容率比P -5 1 高, 居里混度比P -5 1 低; f . P - 8 1 大功率发射型. 引用文件 G B 2 4 1 3 -8 1 压毛陶瓷材料体积衍度测量方法 G B / T 2 4 1 4 . 1 压电陶 瓷材料性能测试方法 圆片径向 伸缩振动模式 G B / T 2 4 1 4 . 2 压电陶瓷材料 性能测
4、试方法 长条横向长度伸缩振动 模式 G B 3 3 8 8 -8 2 压电陶瓷材料型 号命名 方法 G B / T 3 3 8 9 . 1 -1 9 9 6 铁电压陶瓷词汇 G B 3 3 8 9 . 3 -8 2 压电陶瓷材料性能测试方法居里温度丁 c 白 h 测试 G B 3 3 8 9 . 4 -8 2 压电陶瓷材料 性能测 试方法 住体纵向长度伸缩振动 模式 G B 3 3 8 9 . 5 -1 9 9 5 压电陶瓷材 料性能 测试方 法圆片厚度伸缩振动模式 G B 3 3 8 9 . 6 -8 2 压电陶瓷材料 性能测试方法长 方片厚度切变振动模式 G B 3 3 8 9 . 7 -
5、8 6 压电 陶瓷材料 性能测 试方法 强场介电 性能的测试 G B 6 4 2 7 -8 6 压电陶瓷振子频 率温度稳定 性的测试方法 G B 1 1 3 0 9 -8 9 压电陶瓷 材料性能测试方法 纵向压电应变常数d s : 的准静态测 试 G B 1 1 3 1 0 -8 9 压电陶瓷 材料性能测 试方法自由相对介电 常数温度特性的 测试 G B / T 1 5 7 5 0 -1 9 9 5 压电陶瓷材料老化性能试验规程 要求 合格鉴定 中国船胎工业总公司1 9 9 8 一1 2 一2 9 批准 1 9 9 9 一0 6 一0 1 ;Z9 1 CB 1 1 2 5 -9 8 按本规范提
6、交的压电陶瓷材料应是经鉴定合格或定型批准的产品. 3 . 2 性能特性 3 . 2 . 1 压电陶瓷材料的性能参数项p 一般按表 1 规定。 表 1 压电陶姿材料性能叁数项目表 序 号性 能 参 数 名 称 符号 机 电 M 合 系 数 k k , k , k , k , 自由相对电容率 。; 、 介 质 ;1, FF rg o“ 弹性柔顺常数 压电应变常数 机械品质因数 颇 率 常 数 声 速 体 积 密 度 E : ,0S s d 、 d 、 d: Q _ 义 , . N 、 Nl , vN ve , V, v v v, 1 0居 里 温 度T 1 1 十 倍 时 间 老 化 率 A( V
7、 j , k , , 砚) 1 2 径向频率常数 N 的最大相对变化率 ( 以2 5 C为基准, 一1 0 -5 0 ,C) 之 , 厂 V, 1 3 自由相对电容率Ft , 的最大相对变化率 ( 以I s c为基准, 一1 0 - 0 c) 乙 几峨 “ 强 场 介 电 性 能 乙 t g 乙 。 习 晓 注: 1 )径同濒率常数最大相对变化率么V , / V , 、 自由相对电容率最大帽对变化率Cc i / 4 i 的数值为绝对值. 2 ) 表: 一表7 机电藕合系数k k, k, k, k , 自由相对电容率话、 话, 弹 性柔顺常数S F S ,0 S 乳 , 压电变常数 d , ;
8、, d、 d , ; . 颇率常数 v , , x v v v , 和声速v , , v v v v, 性能参数指标中的百分数皆指以指标中心 直为基准的相对变化量. 3 )材料的性能参数项目, 可根据材料类型进行剪裁. 3 . 2 . 2 P -4 1 玉电陶瓷材料各性能参数指标按表 2 规定. 表2 P -4 1 压电陶瓷 材料各 性能参数指标 序号 性 能 参 数 名 称 符号 指 标 单泣 1 机电招合系数 k ,0 . 5 6 士 6 . 0 % k0 . 3 3 士 6 . 0 % k 0 . 6 6 士 6 . 0 % k , 0 . “ 土 6 . 0 % k0 . 4 8 士6
9、 . 0 % 2 自由相对电容率 话1 0 5 0 士1 2 . 5 % 吓 1 4 5 0 士1 2 . 5 % 3 介质损耗 t g a成0 . 005 C B l l 2 5 一9 8 续表 2 序号性能参数名称单位 弹性 柔顺 常 数 m Z / N 压 电应 变 常 数 一飞 0 K1 0 一 , : 士1 25 乡 石 2 加X10一 了 艺 二1 2 . 5 % 斗 6 0 x1 o 一 , 士1 2 . 5 % 乃 O X I O 一 , 之 二 1 2 . 5 % m/ V 或 C / N 击一心一内一如 压电应变常数( 准静态测量值) 6一 机械品质因数Q.李 5 0 Q
10、H 2 从-戈一从 7,颇率常数 2 2 5 0 二 5 % 1 6 5 0 二 5 乡 石 飞 9 5 0 二 5 % 8声速 3 书 6 0 二5 肠 3 3 0 0 二5 % 3 9 0 0 二 5 %m 厂 5 从一从一叭 体积 密 度 ;居里 温 度 妻 了 端 S XI O k gm 李 3 1 0 炭-% 1 . 3= 0 8 一 2 . 5全 1 . 0 从一蛛 十倍时间老化率 一 4 . 5= 2 . 0 。 向 , 二 常 数 N d 最 大 相 又 变 化 率 2 5 C 为 基 准 , 一 1 。 一 5 。 自由相对电容率 峨最大相对变 化率( 2 5 亡为基准, 一
11、1 0 S O C) 也 N洲凡 dl e = 0 5 止眺扭 几士 3 . 0 强 场 介 电 性 能 IE= 4 0 0 k V 了 m , T = 2 5 U 1 9 占 全话厂 峨 全 竺一 毛 1 8 0 注1) 么晓了 载表示强场的电容率超过弱场电容率的相对变化 劲 表 2中的性能参数指标除体积密度p 及居里温度 丁 c 外. 均为极化后第十夭的测量值. 3 . 2 . 3 P 一4 2 压电陶瓷材料各性能参数指标按表 3 规定。 CB 1 1 2 5 -9 8 表3 P - 4 2 压电陶瓷材料各性能参数指标 序号1性能参数名称 ! 符号指 标 单位 机 电 机 合 系 数 一
12、2自由相对电容率 0 . 5 8 二6 . 0 写 0 . 3 4 二 6 . 0 % 0 . 6 7 二6 . 0 % 0 . 6 7 二6 . 0 % 0 . 4 8 二 6 . 0 蜕 1 2 7 5 二1 2 . 5 % 1 -, 0 0 . 1 2 . 5 % 3;介质损耗 rg 占 ( O . 0 0 6 S E1 1 . 5 x 1 0 - : 士 1 0 % 4. 弹性柔顺常数S ; , 8 _ O X1 0 -“ 二1 0 / , 5 我月 0 x拍一 ;, -1 0 % d 1 1一 1 3 0 X 1 0 -“ 二1 2 . 5 % 压 电 应 变 常 数 m飞 , 或
13、C N 7 频 率 常 数丫 ,3 0 5 0 生 5 %Hz 2 3 0 0 - 5 % 3 5 0 0 . 5 % 声 速 3 4 0 0 =5 4 1 0 0 = 5 肠 2 4 5 0 士5 % 4 6 0 0 . 5 ) 7 . 4 5 汉 1 0 m/ s 从一认一从一叭一认一从 9 I 体 积 密 度 k g 厂 mJ 洲-%一% 从一话 十倍时间老化率 1 2 径向频率常数 N a 最大相对变化 率 ( 2 5 为 基 准 , 一 1 0 - 5 0 IC ) N 扩N。 一 2 . 0 士 1 . 0 一 4 . 5 士 2 . 0 5 士0. 5 1 3 自由相对电容率 4
14、i最大相对变 化率( 2 5 为基准 一1 0 -5 0 亡) pc .i / 4 9 . 5士 3 . 0 % C s 1 1 2 5 -9 8 序号性能参数名称 标 E= 4 0 0 v / m m 单位 7 4 ” 强场介电性能 T= 2 5亡 t g 3 左E T a E ,i 指 E=2 0 0 v / m m 成 0 . 0 2 墓 7 . 0 0 卫 全 5 2 0 . 0 注:1 )E Ta ! E r a 表示强场的电容率超过弱场电容宽的相对变化. 2 )表3中的性能参数指标除体积密度尸 及居里温度 T C 外, 均为极化后第十天的测食值。 2 . 4 P -4 3 压电陶瓷
15、材料各性能参数指标按表4规定。 表 4 P -4 3压t陶瓷材料各性能参数指标 序 号性 能 参 数 名 称符 号指标单 位 0 . 6 0 =6 . o % 0 . 3 6 亡 6 . 0 % 机电藕合系数O % 峨1 4 5 0 =1 2 . a- 沁 一 站:11 7 5 C , = 1 2 - 5 环 3 : 介 质 损 耗tg o“一、 。 . 0 0 8 4 弹 性 柔 顺常 数 I 一 S F 一1 3 . 5 X 1 。 一 = 0 % m / N S 0 a 8 . 7 X 1 0 -: 二1 0 % S 0 2 1 . 5 XI G - a 士1 . 环 压 电 应 变 常
16、 数 一 d n , l 一1 5 0 X 1 0 - ” 二1 2 . 5 纬 m/ v 或 C / N d a a 3 2 0 X 1 0 - 二1 2 . 5 % d。5 3 o x 1 0 - 士 1 2 . 5 % d , ;3 2 0 X 1 0 - ” 士7 5 肠 6机 械 品 质因 数 Q o) 3 0 0 I ! 7频率常数 一 .N, 2 1 0 0 二 5 % Hz m N11 5 5 0 15 纬 N3 2 0 0 0 士 5 环 X,1 2 3 0 士5 纬 v 2 3 0 0 = 5 % S 1声速 V, 3 2 0 0 士5 % m/ s V,3 1 0 0 士
17、5 疡 V ,4 0 0 0 二 5 肠 V 2 4 6 0 士5 % 4 6 0 0 士5 纬 9;体积密度 P )1 . S O X 1 0 k g / m C B 1 1 2 5 -9 8 续表 4 序 号 性 能 参 数 名 称 符号指标单位 居 里 温 度 C 1 1 十倍时!司老化率 A Ndl O土 0 . 5% k ,一 1 . 5 二 1 . 0% 4 i一 4 . 0 士 1 . 5% 一 径向频率常致 N a 最大相对变化 粼2 5 C 为 基 准 , 一 1 0 . 5 0 C ) N a l N , 0 . 6 士0 . 3环 1 3 自由相对电容率话最大相对变 化率
18、( 2 5 为基准, 一1 0 -5 0 C ) 4 i 1 站 9.。士3 。 一一 1 4 “ 强场介电性能 j E =4 0 0 k V/ m, T=2 5 亡 t g 8 夏 8 . 0 鲜 Lc / 砚镇 2 5 . 00/ a 注: ”之晓话表示强场的电容本超过弱场电容率的相对变化. 2 ) 表; 中的性能参数指标除体积密 度P 及居里温度T c 外, 均为极化后第十天的侧 童值. 12 . 5 P -5 1压电陶瓷材料各性能参数指标按表 5 规定. 表5 P -5 1 压电 陶瓷材 料各 性能参数指标 序号性能参数名称符号指标单位 1 机电侣合系数 k , “ 6 5 士 6 .
19、 0 % k 0 . 3 8 二6 . 0 0/ , k0 . 7 4 二6 . 0 % k0 . 7 2 士6 . 0 拓 k。 5 。 二 6 . 0 % 2 自由相对电容率 话2 1 0 0 士1 2 . 5 % 吓2 4 0 0 士论. 5 % 3 介 质 损 耗c g a 提 0 . 0 2 4 弹性柔顺常数 s ,1 5 . 0 X 1 0 一 1 . 士 1 0 % m / NS D9 . 0 X 3 0 - “ 士1 0 % S ,0 ,2 2 . 0 X 1 0 “ 士1 0 沁 5 压电应变常数 d 一2 1 0 x1 0 - “ 11 2 . 5 纬 m/ V 或 C /
20、 N d 4 5 O X 1 0 - 士1 2 . 5 % d 7 1 0 x 1 0 - 上1 2 . 5 % 压电应变常数( 准静态侧盒值)d4 5 0 X 1 0 -士1 5 % 6 机械品质因数Q.妻 7 0 C B 1 1 2 5 -9 8 续表 5 序号性能参数名称符号指标单位 7颇率常数 N 2 0 0 0 士5 % Hz m N,1 4 5 0 士 5 % N3 1 9 0 0 士5 写 N,1 2 0 0 士5 % N2 2 5 0 士5 % 8 ! 声 速 一 一 V, 3 0 0 0 士5 % m1 : V,2 9 0 0 士5 % V,3 8 0 0 士5 % V,2
21、4 0 0 士5 % V4 5 0 0 士 5 蜕 径何频率常数Nd 最大相对变化 率( 2 5 C为基准, 一1 0 -5 0 ,C) N / N。5 士 1 . 0 自由相对电容率峨最大相对变 化率( 2 5 Ct基准, 一1 0 -5 0 ,C) Lc , / 峨2 0 - 1 0 注: 表 5中的性能参数指标除体积密度 p 及居里温度 丁 c外, 均为极化后第十天的测量值. 3 . 2 . 6 P -5 2 压电陶瓷材料各性能参数指标按表 6 规定。 表6 P -5 2 压电 陶瓷材料各性能参数指 标 符号 指你 1 机电祸合系数 k ,0 . 6 4 士6 . 0 % k0 . 3
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