Podstawowa wiedza na temat piezoelektrycznego kryształu kwarcu

Podstawowa wiedza na temat piezoelektrycznego kryształu kwarcu
 

1. Właściwości chemiczne i fizyczne

(1) Skład kryształu SiO2, w różnych temperaturach pod ciśnieniem atmosferycznym, struktura kryształu kwarcu jest inna, temperatura T <573 ℃ α kryształ kwarcu, gdy 573 ℃ < T < 870 ℃ β kryształ kwarcu, temperatura topnienia wynosi 1750 ℃ , zwykle mówimy, że piezoelektryczny kryształ kwarcu odnosi się do kryształu kwarcu α.

(2) O właściwościach piezoelektrycznych:
Efekt piezoelektryczny:
Niektóre media ze względu na zewnętrzne działanie mechaniczne (takie jak ściskanie, rozciąganie itp.) oraz w ich wewnętrznej polaryzacji, zjawisko ładunku powierzchniowego nazywa się efektem piezoelektrycznym.
Odwrotny efekt piezoelektryczny:
Niektóre media umieszczone w zewnętrznym polu elektrycznym, na skutek działania pola elektrycznego, spowodują przemieszczenie środka ładunku dodatniego i ujemnego wewnątrz ośrodka, powodując deformację ośrodka, efekt ten nazywany jest odwrotnym efektem piezoelektrycznym .
Kiedy siła wzdłuż osi X (lub Y) działa na kryształ kwarcu, efekt piezoelektryczny występuje w kierunku X, podczas gdy kierunki Y i Z nie.Oś X nazywana jest osią elektryczną, a oś Y nazywana jest osią mechaniczną.

(3) Z anizotropią: kryształ kwarcu jest rodzajem dobrej izolacji, w pobliżu temperatury pokojowej, przewodność cieplna wzdłuż osi Z jest prostopadła do kierunku osi Z 2 razy po lewej i prawej stronie, wzdłuż kierunku osi Z a3 w przybliżeniu rozszerzalności liniowej współczynnik rozszerzalności liniowej w kierunku prostopadłym do osi Z a1 1/2, współczynnik dielektryczny epsilon, współczynnik piezoelektryczny d, itp. Jego wartości zmieniają się wraz z kierunkiem, W różnych temperaturach wartości przewodności cieplnej K i rozszerzalności współczynniki A są również inne.

(4) Kwarc piezoelektryczny jest wysoce symetrycznym kształtem pojedynczego kryształu, charakteryzuje się układem atomów i cząsteczek ma dobrze rozwinięty kryształ kwarcu, wygląd jest najważniejszą konfiguracją reguł, kryształ kryształu kwarcu ma w sumie 30 , 6 m (cylindryczny), sześć powierzchni R (krawędzie o dużej powierzchni) sześć krawędzi powierzchni R (powierzchnia) sześć powierzchni s (trójstronny stożek częściowy), sześć płaszczyzn X (potrójne płaszczyzny częściowe), kąt zacisku sąsiedniej płaszczyzny M wynosi 60 °, Kąt między sąsiednią płaszczyzną M i płaszczyzną R i sąsiednią płaszczyzną M i płaszczyzną R wynosi 38 ° 13 ', a Kąt między sąsiednią płaszczyzną S a płaszczyzną X wynosi 25 ° 57 '.
Kryształ kwarcu ma oś sześcienną symetrii C i trzy osie A, B i D, które są względem siebie o 120°.Omawiając właściwości fizyczne kryształu kwarcu, wygodniej jest przyjąć prostokątny układ współrzędnych, jak pokazano na poniższym rysunku.Oś C jest osią z, oś A (lub B, D) jest osią X, a oś Y jest prostopadła do osi X i osi Z.Orientacja jest określana zgodnie ze standardem IRE z 1949 r., a prawoskrętny kartezjański układ współrzędnych jest przyjmowany zarówno dla prawoskrętnych, jak i prawoskrętnych kryształów rotacji.
Jak pokazano na rysunku: A, B, C i D są układami współrzędnych kryształu
X, Y i Z to współrzędne prostokątne

(5) Z dwójłomnością:
Ale kiedy światło wzdłuż kierunku osi z nie występuje dwójłomność, nazywa się to również osią z jako osią optyczną.

Gęstość kryształu kwarcu ρ=2,65g/cm2, twardość to twardość Mohsa 7, nierozpuszczalny w trikwasie (HCL,H2SO4,HNO3) w temperaturze i ciśnieniu pokojowym, należy do bardzo małej rozpuszczalności substancji, ale kwas fluorowodorowy i wodór amonowy fluor jest dobrym rozwiązaniem kryształu kwarcu, jego równanie reakcji chemicznej
SiO2 hf + 4 = SiF4 + 2 h2o (3 + 3 h2o SiF4 = H2SiO3 h2sif6 + 2)
SiO2+4HF+2NH4F= (NH4) 2SiF6+2H2O
Jego właściwości są wykorzystywane do korozji wiórów kwarcowych.


2. Rodzaj cięcia wafla kwarcowego

Cięcie wafla kwarcowego do określonej orientacji osi współrzędnych kryształu nazywa się wzorem cięcia wafla kwarcowego.Ze względu na anizotropię kryształu kwarcu właściwości elektryczne i termiczne plastrów kwarcu są różne ze względu na ich różne właściwości sprężyste, właściwości piezoelektryczne i właściwości temperaturowe.

Istnieją dwa sposoby wyrażenia wyciętego symbolu kryształu kwarcu, jeden to reprezentacja symbolu określona przez standard IRE, drugi to niestandardowa reprezentacja symbolu charakterystyczna dla kryształu kwarcu.IRE (rodzaj cięcia określony symbolem (XYZlWt) z zestawem liter i Kątem, powiedziane za pomocą trzech liter XYZ w celu przedstawienia grubości i długości wióra wzdłuż osi pierwotnego położenia, z t (grubość), l (długość ), W (szerokość) oznacza kierunek obrotu, Kąt w kierunku przeciwnym do ruchu wskazówek zegara, co oznacza znak plus i minus, zgodnie z ruchem wskazówek zegara.
Przykład: (Yxl) 35° Oryginalny kąt wafla: kierunek Y
Oryginalna długość wafla: kierunek X
(XYtl) 5°/-50° grubość T (oś X) 5° obrót w lewo, a następnie wokół długości L (oś Y) 50° obrót w prawo, jest azymutem skrawania wiórów kwarcowych.
Większość zwyczajowych symboli kryształu kwarcu jest reprezentowana przez dwie angielskie wielkie litery.Na przykład, zwykłe symbole typu cięcia 35° (YXl) są reprezentowane przez AT, a 5°/-50° (XYtl) są reprezentowane przez NT.