無鉛壓電陶瓷霧化元件編制說明

一、工作簡況任務來源根據(jù)2022年11月7日“中電元協(xié)2022第（027）號”文下達的《關于下達2022年第六批中國電子元件行業(yè)協(xié)會團體標準制定項目計劃的通知》的安排，《無鉛壓電陶瓷霧化元件》團體標準（任務計劃編號為YX202211001）。編制單位本標準參與編制的單位有桐鄉(xiāng)清鋒科技有限公司、貴州振華紅云電子有限公司、廣州凱立達電子股份有限公司、中國電子科技集團公司第二十六研究所、佛山市科日超聲電子有限公司、廣東奧迪威傳感科技股份有限公司、湖南嘉業(yè)達電子有限公司、清華大學、壽光市飛田電子有限公司、烏鎮(zhèn)實驗室、無錫市通超電子有限公司、浙江嘉康電子股份有限公司、中國船舶集團有限公司第七一五研究所、廣東思威特智能科技股份有限公司、廣東捷成科創(chuàng)電子股份有限公司、湖南錦絡電子股份有限公司、江蘇江佳電子股份有限公司、淄博宇海電子陶瓷有限公司，共計18家。牽頭單位是桐鄉(xiāng)清鋒科技有限公司，負責本標準相關資料的搜集和調研、標準框架編制、標準內容起草、反饋意見整理等工作；其余單位負責補充完善標準內容。主要工作過程（1）團體標準立項及任務下達階段2022年10月19日，牽頭單位經搜集整理各方面的資料、行政法規(guī)文件、國內外相關標準與技術規(guī)范，開展系列研究工作，積累相關信息，進行必要性研究，遞交了中國電子元件行業(yè)協(xié)會團體標準項目建議書。2022年10月19日-11月2日，項目通過中電元協(xié)官網(wǎng)立項公示。2022年11月7日，中電元協(xié)秘書處正式下達標準計劃，詳見中國電子元件行業(yè)協(xié)會下達的中電元協(xié)2022第（027）號文件《關于下達2022年第六批中國電子元件行業(yè)協(xié)會團體標準制定項目計劃的通知》團體標準項目任務下達后，歸口單位中電元協(xié)電陶分會組織和落實了本標準主要參加單位和工作組成員，制定工作計劃，工作計劃報電聲分會秘書處批準并報中電元協(xié)備案。具體清單及工作分工如表1所示：表1無鉛壓電陶瓷霧化元件團體標準編制單位及工作分工表序號成員姓名編制組成員單位組內職務職責1龔文桐鄉(xiāng)清鋒科技有限公司項目負責人負責完成標準各階段文件的編寫、修改，標準項目計劃的進度控制，以及與其他單位的溝通協(xié)調。2吳超峰桐鄉(xiāng)清鋒科技有限公司編制組成員協(xié)助項目負責人完成標準各階段文件的編寫、修改，按期完成項目負責人分派的工作任務。3王渝貴州振華紅云電子有限公司編制組成員4朱惠祥廣州凱立達電子股份有限公司編制組成員5馮杰中國電子科技集團公司第二十六研究所編制組成員6黃寶坤佛山市科日壓電器件有限公司編制組成員7張喆斯廣東奧迪威傳感科技股份有限公司編制組成員8劉志潛湖南嘉業(yè)達電子有限公司編制組成員9王軻清華大學編制組成員10袁燕飛壽光市飛田電子有限公司編制組成員11姚方周烏鎮(zhèn)實驗室編制組成員12溫清武無錫市通超電子有限公司編制組成員13張火榮浙江嘉康電子股份有限公司編制組成員14胡望峰中國船舶集團公司第七一五研究所編制組成員15嚴紅光廣東思威特智能科技股份有限公司編制組成員16文理廣東捷成科創(chuàng)電子股份有限公司編制組成員17唐良榮湖南錦絡電子股份有限公司編制組成員18嚴盛喜江蘇江佳電子股份有限公司編制組成員19孫兆海淄博宇海電子陶瓷有限公司編制組成員（2）工作組討論稿形成階段2022年11月~2023年1月，桐鄉(xiāng)清鋒科技有限公司對標準要求與框架進行討論確認，并起草標準草案初稿。將標準草案初稿發(fā)給其他17家標準編制單位，征求修改意見。該階段主要的修改意見共39條，詳見“十、其它應予說明的事項”。牽頭單位根據(jù)修改意見對草案初稿進行修改完善，形成了工作組討論稿。（3）征求意見稿形成階段2023年3月10~12日，中國電子元件行業(yè)協(xié)會電陶分會在桐鄉(xiāng)組織了工作組會議，對討論稿進行了討論，并提出修改意見。該階段主要的修改意見共49條，詳見“十、其它應予說明的事項”。牽頭單位會后根據(jù)工作組會議上提出的意見與建議對標準內容和編制說明進一步做了修改和完善，形成了征求意見初稿。征求意見初階段又收到9條反饋意見，詳見“十、其它應予說明的事項”，全部采納。編制組按照反饋意見對標準內容和編制說明進行修改完善，于2023年4月12日形成了標準征求意見稿。二、標準編寫原則和主要內容及試驗情況編制原則本標準根據(jù)國內無鉛壓電陶瓷霧化元件的技術成果和行業(yè)發(fā)展要求，以及有關標準制定的管理標準，按照GB/T1.1—2020《標準化工作導則第1部分：標準化文件的結構和起草規(guī)則》的規(guī)則起草。2、標準主要內容及試驗情況本標準內容共設置7章，包括“范圍”、“規(guī)范性引用文件”、“術語和定義”、“分類及型號命名方法”、“技術要求和試驗方法”、“檢驗規(guī)則”、“標志、包裝、運輸和儲存”。（1）范圍本標準適用于鉛含量≤0.1wt％（質量分數(shù)）的無鉛壓電陶瓷霧化元件的設計、制造和驗收。（2）分類和型號命名方法本標準按振動模式把元件分成了實心和微孔無鉛霧化元件兩類。本標準按主稱+形狀代號+諧振頻率給出了規(guī)范性型號命名方法。（3）技術要求和試驗方法表2無鉛壓電陶瓷霧化元件主要檢測項目、技術要求、試驗方法項目技術要求試驗方法諧振頻率諧振頻率應符合詳細規(guī)范規(guī)定要求。按照GB/T3389-2008中5.6的規(guī)定測試實心無鉛霧化元件的諧振頻率；按照GB/T2424.1-1998中6.2的規(guī)定測試微孔無鉛霧化元件的諧振頻率。相對帶寬相對帶寬應符合詳細規(guī)范規(guī)定要求。按照諧振頻率的試驗方法測試諧振頻率與反諧振頻率，并根據(jù)定義計算元件的相對帶寬。壓電常數(shù)壓電常數(shù)應符合詳細規(guī)范規(guī)定要求。按GB/T11309-1989中第4章的規(guī)定進行壓電常數(shù)的測試。自由電容自由電容應符合詳細規(guī)范規(guī)定要求。按照GB/T3389-2008中5.6.4.1和5.7.4.1的規(guī)定測試實心無鉛霧化元件的自由電容；按照GB/T2424.1-1998中6.1的規(guī)定測試微孔無鉛霧化元件的自由電容。絕緣電阻除詳細規(guī)范另有規(guī)定外，無鉛壓電陶瓷霧化元件的絕緣電阻≥100MΩ（@50V）。按照GB/T5095.2-1997中第11章的規(guī)定測試無鉛霧化元件的絕緣電阻。電極拉力強度水平電極拉力強度≥20N；垂直電極拉力強度≥3N。按照CB/T3794-2014中9.1規(guī)定的方法進行電極拉力強度試驗。粒徑粒徑應符合詳細規(guī)范規(guī)定要求。在霧化元件工作頻率附近，使用峰峰值為100V的方波信號驅動，以蒸餾水或去離子水或純凈水為霧化介質，用激光散射法測量霧粒等效體積粒徑分布和中位粒徑。平均霧化效率在額定功率和工作頻率下，實心無鉛壓電陶瓷霧化元件的平均霧化效率≥6ml/(h·W)；微孔無鉛壓電陶瓷霧化元件的平均霧化效率≥12ml/(h·W)。將實心無鉛壓電陶瓷霧化元件組裝成霧化器，取適量純凈水，將霧化元件放在距離水面下方5mm（水深不小于50mm）,按照指定的驅動信號工作3~6小時后，測試水的減少量，并根據(jù)本標準3.4的定義計算平均霧化效率。將微孔無鉛壓電陶瓷霧化元件與海綿吸棒組裝成霧化器，取適量純凈水將海綿吸棒的另一端浸沒在水中，按照指定的驅動信號工作3~6小時后，測試水的減少量，并根據(jù)本標準3.4的定義計算平均霧化效率。工作壽命試驗后，絕緣電阻應仍滿足本標準5.8.1的要求，元件外觀應符合本標準5.2.1的規(guī)定，粒徑和平均霧化效率的變化值分別為20%和30%。在額定功率下連續(xù)工作3000小時后，恢復24小時再進行測試。低溫除詳細規(guī)范另有規(guī)定外，經低溫試驗后，諧振頻率、絕緣電阻應符合本標準5.4.1和5.8.1的要求。按照GB/T2423.1-2008試驗Ab的規(guī)定進行低溫試驗，試驗溫度為-40oC、持續(xù)時間為16小時、試驗后恢復時間不低于1小時。高溫除詳細規(guī)范另有規(guī)定外，經高溫試驗后，諧振頻率、絕緣電阻應符合本標準5.4.1和5.8.1的要求。按照GB/T2423.2-2008試驗Bb的規(guī)定進行高溫試驗，試驗溫度為70oC、持續(xù)時間為16小時、試驗后恢復時間不低于1小時。恒定濕熱除詳細規(guī)范另有規(guī)定外，經恒定濕熱試驗后，諧振頻率、絕緣電阻應符合5.4.1和5.8.1的要求。按照GB/T2423.3-2016試驗Cab的規(guī)定進行恒定濕熱試驗，試驗溫度為30±2oC、試驗濕度為85±3%、持續(xù)時間為16小時，試驗后恢復時間不低于2小時。鹽霧鹽霧試驗24h后，表面不應有發(fā)黑、發(fā)黃等現(xiàn)象，標志仍應清晰，引線不脫落，試驗后粒徑和平均霧化效率的變化值分別為20%和30%。按GB/T2423.17-2008的規(guī)定進行試驗。試驗后在常溫下恢復1~2h，檢查外觀并進行粒徑和平均霧化效率測量。鉛的限量要求構成霧化元件的各均質材料中，鉛的含量應滿足GB/T26572-2011中第4章的限量要求，不得超過0.1wt%。采用電感耦合等離子體質譜法（ICP-MS）測定構成霧化元件各均質材料的鉛含量，具體測定方法參照GB/T26125-2011中第10章的規(guī)定。三、標準中如果涉及專利，應有明確的知識產權說明本標準內容不涉及相關專利四、產業(yè)化情況壓電陶瓷霧化元件因具有結構簡單、低能耗、高效率等優(yōu)點，在少量和微量霧化領域具有廣泛的應用，空氣加濕器、香薰儀、醫(yī)用霧化吸入治療等是其典型的應用實例。目前，傳統(tǒng)含鉛壓電陶瓷由于具有突出的壓電性能，牢牢占據(jù)了壓電霧化元件的市場，但其在制備、使用、回收和廢棄的過程中都會給環(huán)境和人類帶來危害。且隨著限制鉛元素管控條令的紛紛出臺，發(fā)展無鉛壓電陶瓷霧化元件已經成為國際上功能材料領域的技術競爭焦點之一，也具有重大社會意義和經濟意義。據(jù)統(tǒng)計，2024年全球無鉛壓電陶瓷市場規(guī)模將達到4.43億美元。目前國內外針對無鉛壓電陶瓷霧化元件的標準尚未制定，缺乏統(tǒng)一規(guī)范，產品質量參差不齊。我國是壓電產品的生產與使用大國，如果不能及時把握壓電材料及器件的行業(yè)發(fā)展、升級，一旦國外主導制定了無鉛壓電材料及器件領域的國際標準，將改變目前的行業(yè)格局，并使我國處于極為被動的地位。因此制定統(tǒng)一規(guī)范的無鉛壓電陶瓷霧化元件的標準勢在必行，有利于促進無鉛壓電陶瓷霧化元件的技術革新，進一步推動其產業(yè)化發(fā)展。五、采用國際標準和國外先進標準情況本標準目前尚無對應的國際標準。六、與相關國家標準、行業(yè)標準及其他標準，特別是強制性標準的協(xié)調性；本標準符合現(xiàn)行相關法律、法規(guī)、規(guī)章。與現(xiàn)行的相關國家標準和行業(yè)標準無沖突。本標準不涉及強制性標準，尚無對應的國家標準和行業(yè)標準。七、重大分歧意見的處理經過和依據(jù)目前尚未出現(xiàn)不能解決的重大分歧意見。八、貫徹標準的要求和措施建議建議本標準實施后，相關企業(yè)組織標準宣講，了解標準內容，促進標準的順利實施。九、其他應予說明的事項本標準草案初稿在征求工作組意見階段，意見匯總及處理結果如下表：表3標準草案初稿意見匯總序號章、條編號修改意見提出單位處理結果及理由13.1“微”是一個定語，應當改為網(wǎng)孔型霧化元件。貴州振華紅云電子有限公司不采納網(wǎng)孔一般指編織物，且業(yè)內已習慣用微孔。23.1微孔霧化片piezomeshatomizercomponents廣東思威特智能科技股份有限公司不采納mesh確切意思是織物網(wǎng)格，也用于互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)格，表達不了微米級多孔金屬網(wǎng)板的含義33.2實心霧化片Piezoceramicatomizercomponents廣東思威特智能科技股份有限公司采納44.1標準的作用之一是為客戶的使用提供依據(jù)，按照用途或者使用形式分類更為科學。貴州振華紅云電子有限公司不采納同種壓電霧化片可以作多種用途，所以按用途分類不恰當54.1從理論上說，微孔和實心的霧化片是兩類不同層次的換能器，微孔是經過與金屬片耦合而成的，不建議歸為同一個標準。如果提到了微孔片，對于金屬片的微孔的描述，標準中并沒有提及，是缺失的，因此該標準不是一個能夠覆蓋微孔類霧化片的標準，不如增加一個環(huán)形片廣東奧迪威傳感科技股份有限公司部分采納增加環(huán)形無鉛壓電陶瓷片、微孔金屬片、微孔霧化元件的定義64.2取消C，因為霧化都是超聲，沒有不是超聲的霧化片廣東思威特智能科技股份有限公司采納74.2建議列舉多個類別，如果沒有其他細分類別，說明不需要用代碼單獨標識廣東奧迪威傳感科技股份有限公司采納85需要增加仲裁試驗條件廣東奧迪威傳感科技股份有限公司采納95濕度對絕緣電阻的測試有較大影響，不應當規(guī)定這么寬的范圍貴州振華紅云電子有限公司不采納絕緣電阻是大于值，即在該濕度范圍內都要大于規(guī)定值106與后文“實驗方法”說法不一致，應統(tǒng)一成“試驗方法”或“實驗方法”廣東奧迪威傳感科技股份有限公司采納116.1.1每平方厘米3處缺陷會不會有點多？需不需要對缺陷的大小進行定義，比如面積、深度之類的。清華大學部分采納缺陷的面積、深度不易精確測量126.3諧振頻率前文未定義，建議增加條目，只需要引用現(xiàn)有標準廣東奧迪威傳感科技股份有限公司采納136.3.1規(guī)格限定太死，應增加“除詳細規(guī)范規(guī)定外”增加適用性，但建議增加正負公差的要求廣東奧迪威傳感科技股份有限公司采納146.3.1微孔無鉛壓電陶瓷霧化元件的諧振頻率≥100kHz；廣東思威特智能科技股份有限公司采納156.3.1微孔的應用具有各種形式，在創(chuàng)新的應用下，頻率可低于120kHz，不應用頻率范圍來限制霧化元件，為了區(qū)別可限定頻率大于20kHz。貴州振華紅云電子有限公司部分采納120KHz改為100KHz166.3.1實心的超聲霧化能夠產生是超聲波作用在薄液層產生霧化，不同頻率下，產生霧化所需振動幅值等條件會有所不同。20kHz下，實心的壓電元件仍然能產生霧化，只不過所需的振幅較大而已。既然是標準，不能通過頻率來限制應用范圍。貴州振華紅云電子有限公司不釆納實心霧化片是厚度伸縮振動MHz級的，在規(guī)定的頻率范圍內才具有較好的霧化效果。176.4建議把相關定義放至3術語與定義中，試驗方法只體現(xiàn)方法廣東奧迪威傳感科技股份有限公司采納186.4.1規(guī)格限定太死，應增加“除詳細規(guī)范規(guī)定外”增加適用性廣東奧迪威傳感科技股份有限公司采納196.4.2這個表達寫成上下的分式會不會更直觀？清華大學采納206.5.1規(guī)格限定太死，應增加“除詳細規(guī)范規(guī)定外”增加適用性廣東奧迪威傳感科技股份有限公司采納216.7.210%的電阻表會不會太粗糙了？可以使用更加精細的電阻表？清華大學采納“用誤差小于10％”改為“精度等級≤5.0級”226.9對霧化量的定義不明確，理論上有平均霧化量、瞬時霧化量等，建議在3術語與定義中明確廣東奧迪威傳感科技股份有限公司采納236.9.1霧化量的規(guī)格與驅動信號有關，因此此處不建議限定霧化量的大小廣東奧迪威傳感科技股份有限公司部分采納增加“在額定功率和工作頻率下”246.9.2霧化量的規(guī)格與驅動信號有關，因此需要明確驅動信號的要求，或直接用“按照指定的驅動進行工作”的描述廣東奧迪威傳感科技股份有限公司采納256.9.2應增加對水的要求描述廣東奧迪威傳感科技股份有限公司采納266.9.2將無鉛壓電陶瓷霧化元件組裝成霧化器，在額定功率和工作頻率下工作1小時后，測試水的減少量。廣東思威特智能科技股份有限公司不采納霧化量與霧化元件霧化表面和液面的距離有直接關系276.9.2這里需要考慮一個小時內水的蒸發(fā)量嗎？清華大學不采納一小時蒸發(fā)量相對于霧化量可以忽略不計286.10絕緣電阻不應用變化量描述，應仍滿足100MΩ要求廣東奧迪威傳感科技股份有限公司采納296.10霧化量的變化量較窄，測試系統(tǒng)的重復性應該也有5%的偏差，需要放寬廣東奧迪威傳感科技股份有限公司釆納5％改為10％307.2建議明確溫度的規(guī)格要求廣東奧迪威傳感科技股份有限公司采納317.3建議明確溫度的規(guī)格要求廣東奧迪威傳感科技股份有限公司采納327.3.2筆誤廣東奧迪威傳感科技股份有限公司采納337.4建議明確溫濕度的規(guī)格要求廣東奧迪威傳感科技股份有限公司采納347.2~7.4僅用低溫、高溫、恒定濕熱的描述不夠明確，建議說明清楚是存儲狀態(tài)還是工作狀態(tài)廣東奧迪威傳感科技股份有限公司采納明確存儲狀態(tài)359.1wt%的表述不明確，需要在此處或者3術語與定義中規(guī)格wt的含義為重量比廣東奧迪威傳感科技股份有限公司采納369.2不同意使用一種測試方法，鉛含量的測定有各種方法，需再參考其他標準廣東奧迪威傳感科技股份有限公司不采納所選測試方法更適合該元件的鉛含量測試本標準的工作組討論稿在工作組會議討論階段，意見匯總及處理結果如下表：表4工作組討論稿意見匯總序號章、條編號修改意見處理結果及理由1前言第二段將“不承擔識別這些專利的責任”中“這些”二字刪除采納2前言第五段更正兩個單位名稱：佛山市科日超聲電子有限公司、中國船舶集團有限公司第七一五研究所采納3引言第二段開頭增加我國的RoHS認證采納41范圍第二段將無鉛的解釋放到括號外面作為無鉛的定語采納52規(guī)范性引用文件按照標準編號升序排列采納63.1“實心霧化元件”在霧化前面加“無鉛”,“厚向”改成“厚度”采納73.2本文只出現(xiàn)1次，不用單獨定義，可以在3.4中用注釋采納83.3本文只出現(xiàn)1次，不用單獨定義，可以在3.4中用注釋，將“無數(shù)”改成“相應數(shù)量”，刪除“鎳合金”采納93.5GB/T3389.1-1996中已定義，可以刪除采納103.6GB/T3389.1-1996中已定義，可以刪除采納113.8“平均霧化量”的術語查閱國標確定是否為“平均霧化效率”采納124.1元件按外形分類不太合適，可以改成按振動模式分采納134.2規(guī)定型號命名方式不太切合實際，不同公司的命名習慣不同，可以放在附錄A作為參考。采納14第5、6、7、9章合并為一個章節(jié)：技術要求和試驗方法采納156.1.2在游標卡尺前面增加一個定語：滿足技術要求的采納166.3.1對諧振頻率的規(guī)定不符合產品廣泛性，建議改成“符合詳細規(guī)范規(guī)定要求”，將典型產品的諧振頻率放在附錄B中。采納176.4.1對相對帶寬的規(guī)定不符合產品廣泛性，建議改成“符合詳細規(guī)范規(guī)定要求”，將典型產品的相對帶寬放在附錄B中。采納186.4.2補充徑向試驗標準采納196.5.1對壓電常數(shù)的規(guī)定不符合產品廣泛性，建議改成“符合詳細規(guī)范規(guī)定要求”，將典型產品的壓電常數(shù)放在附錄B中。采納206.5.2明確規(guī)范性引用文件GB/T11309-1989中的章條號采納216.6.2查找自由電容試驗方法的國家標準采納226.7.2查找絕緣電阻試驗方法的國家標準采納236.8.1補充水平和垂直電極拉力強度的技術要求；電極拉力強度的單位有誤。采納246.8.2明確規(guī)范性引用文件CB/T3794-2014中的章條號采納25在6.9的前面增加粒徑的技術要求和試驗方法采納266.10.1表1中只保留平均霧化效率，增加粒徑，粒徑的霧化量改成≤20%；平均霧化效率的變化量改成≤30%采納276.10.2工作壽命的試驗方法改成“器件在額定功率下連續(xù)工作3000小時后，恢復24小時再進行測試采納287.1鹽霧測試放在最后采納297.1.1增加“引線不脫落”，將“電性能變化”改成“試驗后”采納307.1.2GB/T2423.17-2008為全文引用可以刪除年份；根據(jù)修改后的表1，只需要進行粒徑和平均霧化效率的測量采納317.2.1低溫試驗只需要測諧振頻率和絕緣電阻采納327.3.1高溫試驗只需要測諧振頻率和絕緣電阻采納337.4.1恒定濕熱試驗只需要測諧振頻率和絕緣電阻采納347.4.2IEC60068-11998已經在GB/T2423.3-2016中引用，無需再引用。采納358將各部分的章條好補充完整采納368.1改成型式檢驗采納378.1：型式檢驗的條件將c）改成用戶要求時采納388.1：抽樣改成“樣品數(shù)量”，檢驗數(shù)量為5個采納398.1：合格判據(jù)改成“若全合格，則型式檢驗合格；若一個不合格，型式檢驗不合格?！辈杉{408.2改成“逐批檢驗”采納418.2：檢驗批增加“同一時間提交的”限制采納428.2：檢驗程序表2逐批檢驗的項目進行分組檢測，外觀和尺寸為第1組，外觀全檢