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石英晶体


石英晶体材料特性


① 水晶的成份SiO2,在常压下不同温度时,石英晶体的结构不同,温度T<573℃时α石英晶体,当573℃<T<870℃时β石英晶体,熔点是1750℃,我们通常说的压电石英晶体指α石英晶体。石英晶体的密度ρ=2.65g/cm2,硬度为莫氏硬度7,在常温常压下不溶于三酸(HCL,H2SO4,HNO3),属于溶解度极小的物质,但是氢氟酸和氟化氢铵却是石英晶体良好的溶解液。
 

②压电特性:石英晶体在沿X 轴(或Y 轴)方向的力的作用时,在X方向产生压电效应,而Y 和Z 方向不产生压电效应,X轴称为电轴,Y轴称为机械轴。
 

③各向异性:石英晶体是一种良好的绝缘材料,导热系数在室温附近,沿Z轴方向是垂直于Z轴方向的2倍左右,沿Z轴方向的线性膨胀系数a3约为沿垂直于Z轴方向线性膨胀系数a1的1/2,其介电系数ε、压电系数d等随方向的不同其数值也不同,在不同温度,导热系数K与膨胀系数a的数值也不同。
 

④ 具有双折射现象:
但当光沿Z轴方向射入时不发生双折射现象,所以又称Z轴为光轴。
 

*石英晶体特性决定其应用不同于:石英玻璃材料(点击跳转至石英玻璃系列)
 

石英晶片的切型:
石英晶片对晶体坐标轴某种方位的切割称为石英晶片的切型。由于石英晶体的各向异性,不同切型的石英片,因其弹性性质,压电性质,温度性质不同,其电特性和热特性也各异。
 

切型的位置:
 

常用石英晶体切型:

切型

符号

振动模式

使用频率范围

形状

(XYt) 0°~5°

X0°~5°

厚度弯曲

2~50KHz

(XYt) -18° 30'

X-18° 30'

长度伸缩

50~500KHz

长片

(XYtl) 5° /-50°

NT

面弯曲(或宽度弯曲)

16~100KHz

长片

(YXl) 35°

DT

厚度切变

500KHz~350MHz

圆片(矩形)

(YXl) -49°

BT

厚度切变

3 MHz~75MHz

圆片(矩形)

(YXl) 37°~38°

CT

面切变

200 KHz~1000KHz

方片(矩形)

(YXl) -52°~53°

DT

面切变

100 KHz~600KHz

方片(矩形)

 

石英晶体规格

晶体原石包裹体密度级别 Inclusion Density Level

级别/尺寸范围

个/cm3

(um)

10~30

>30~70

>70~100

>100

Ia

2

1

0

0

Ib

3

2

1

1

I

6

4

2

2

II

9

5

4

3

III

12

8

6

4

 
晶体腐蚀隧道密度级别 Etch Channel Density Level

级别

1

2

3

4

5

最大条数(ρ/cm3)

10

30

100

300

600

 
晶体红外质量级别 Quality Value

级别

最大值

Q值 (x106)

α3500

α3585

α3410

Aa

0.024

0.013

0.07

3.8

A

0.033

0.024

0.082

3

B

0.045

0.05

0.1

2.4

C

0.06

0.069

0.114

1.8

D

0.08

0.1

0.145

1.4

E

0.12

0.16

0.19

1

 
晶体针雾分类 Needle Fog Classification

等级

1

2

3

针状

1条

5条

雾状

1cm3

一半区域

 

石英晶体制品

光学晶体
       
压电晶体
       

光学晶片
       

频率晶片
       

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