压电石英又称压电水晶。晶体石英是指成分较纯、透明的石英晶体,亦称水晶。一般无色透明,若含微最色素离子,如Fe、Ti或因原子排列状态差异,则可呈紫、黄、烟、茶、浅红、淡绿等色。晶体石英化学成分为SiO2。
一般能用于电子工业制造石英钟、谐振器、振荡器、高频振荡器、滤波器等压电石英片。
压电石英晶体介绍
压电石英(piezoquartz)又称“压电水晶”。指具有压电效应的水晶单晶。作为压电石英工业原料的晶体中,不允许有道芬双晶、巴西双晶、节瘤、裂隙、绵、包裹体(固体、气体、液体)等影响压电效应的缺陷存在。用这种单晶片制成高精度、高比值的压电石英元件(如谐振器、滤波器等),具有最高的频率稳定性,是现代国防、电子工业中的重要部件。具有工业价值的压电石英单晶,为无色透明、不含杂质、裂隙等缺陷,并满足一定几何尺寸要求的水晶单晶。
压电石英特性
石英晶体俗称水晶,其化学成分为SiO2,是单晶体中最具有代表性,同时也是应用最广的一种压电晶体,它没有热释电效应,不具有铁电性,熔点为1 750 ℃,密度为2.65×10 kg/m,莫氏硬度为7。它的突出优点是性能稳定,介电系数和压电系数的温度稳定性特别好,其压电系数在常温范围内几乎不随温度变化,在20~200 ℃范围内,温度每升高1 ℃,压电系数d11仅减少0.016%。在常压下不同温度时,石英晶体结构是不同的,在温度低于573 ℃时,是α石英晶体;温度在573~870 ℃时,是β石英晶体;温度在870~1 470 ℃时是鳞石英;温度达到1 470℃就转变成方石英。用于制造压电元器件的主要是α石英晶体。
压电石英压电效应
自然界中有二十多种晶体具有压电效应,其中最具有代表性,应用最广的是石英晶体。石英晶体是二氧化硅的单晶,熔点1750℃,居里点(压电材料开始丧失压电特性时的温度)为573℃。石英晶体的主要性能特点是:压电系数和介电系数的温度性能好,常温下几乎不变;机械强度和品质因数高,刚度大,动态特性好;无热释电性,绝缘性好,重复性好。
天然结构的石英晶体呈正六棱柱状,两端为对称的棱锥。石英晶体同所有其他单晶体一样,它的大部分物理性能是各个方向异性的。