石英晶体有天然的也有人造的,是一种重要的压电晶体材料.石英晶振本身并非振荡器,它只有借助于有源激励和无源电抗网络方可产生振荡.SPXO主要是由品质因数(Q)很高的晶体谐振器(即晶体振子)与反馈式振荡电路组成的.石英晶体振子是振荡器中的重要元件,晶体的频率(基频或n次谐波频率)及其温度特性在很大程度上取决于其切割取向.
人造石英的制造方法
人造石英通过使用立式高压釜(高温高压容器)的水热温差法制造.通过对流控制板将高压釜分成两个上室和下室.上部是晶种,下部是熔化区.之后,在高压釜中加入约60-80％的自由空间稀释碱性溶液,盖上盖子并用加热器加热.
如果高压釜的上部为约300-320℃且下部为约380-400℃,则由于碱性溶液的膨胀和压缩,压力将为约130-145MPa.
在高温高压下,高压釜底部的原料溶解在碱性溶液中,成为SiO2的饱和溶液.由于高压釜顶部和底部之间的温差,该饱和溶液通过对流而上升.当温度达到高压釜的顶部时,温度低,因此它变得过饱和,并且对应于溶解度温度差的SiO2沉积在晶种上.之后,溶液下降,原料再次溶解在高压釜的底部,变成饱和的SiO2溶液,并开始通过对流上升.通过重复这一点,压电晶体连续生长.
术语解释
以下是人造石英的主要术语.
| 人造石英 | 这是通过水热温差法生长的α晶体的单晶。 |
| 生长粗糙 | 它是一种已经种植的人造石英。 |
| Lumbard粗糙 | 使用＃80金刚石砂轮将X和Z表面加工成指定尺寸和角度的人造石英。 |
| Y吧粗糙 | 使用在Y轴方向上伸长的棒状籽晶生长的人造晶体。 |
| Z板粗糙 | 使用在Y轴方向上长且在X轴方向上宽的板状籽晶生长的人造晶振。 |
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异物
（包含）
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人造石英中固体夹杂物的通称，可以通过折射率接近人造石英的液体中的散射光观察到。主要的外来物质是陨石和emeryucite。通过高压釜，来自生长框架的Fe，来自溶液的Na和作为原料的SiO 2在高温和高压下的反应来生产矾土和堇青石。 |
| 双胞胎 | 两个或多个晶体结晶连接到单晶，它们相对于特定的平面或轴以对称关系连接。在人造石英中产生的大多数双胞胎是电双胞胎，这种双胞胎影响人造石英的形状，但它可以很容易地在视觉上识别。 |
| 正确的水晶，左水晶 | 有正确的水晶和左水晶。这是由于光学旋转的差异和其他物理常数完全相同。因此，如果切割方向正确，则不会影响晶体单元的特性。通常使用的是正确的水晶。 |
| 区 | 表示在晶种周围生长的区域，具有Z，+ X，-X和S区域。 |
| 红外吸收系数α |
通过红外分光光度计测量的值用于人造石英的红外吸收系数α。这是在人造石英的红外透射率曲线中从3800至3000cm-1附近的OH基团的吸收特性获得的值。通常，使用波数3585,3500和3410cm -1的吸收系数。
（作为参考，红外Q值也如前所示。）
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| 蚀刻通道 | 当蚀刻晶体时沿晶体中的线缺陷出现的管状腔称为蚀刻通道。当诸如32.768K音叉晶体单元和倒置台面晶体单元的晶体处理伴随着蚀刻时，具有低蚀刻沟道密度的人造石英特别适合。 |
自然
部件:SiO2
水晶系统:三方
水晶集团:D3(32)
格子常数:a=4.9027+70x10-6(T-18)kX
c=5.3934+47x10-6(T-18)kX1
kX=1.002063±0.000007?
密度:2.649克/立方厘米
α-β转变温度:573℃
使用注意事项
使用人造石英晶振前请仔细阅读以下内容.
晶体在573℃经历相变并从α晶体变为β晶体.该相变是可逆的,但是产生孪晶,因为当从β晶体转变为α晶体时,转变不会均匀地发生.因此,请注意不要超过此温度(573°C).
