徐舜壽 (1917~1968)
[拼音]:shiying jingti
[英文]:quartz crystal
二氧化矽(SiO2)的單晶體,又稱水晶,有天然和人造的兩種。石英晶體是一種重要的電子材料。沿一定方向切割的石英晶片,當受到機械應力作用時將產生與應力成正比的電場或電荷,這種現象稱為正壓電效應。反之,當石英晶片受到電場作用時將產生與電場成正比的應變,這種現象稱為逆壓電效應。正、逆兩種效應合稱為壓電效應。石英晶體不僅具有壓電效應,而且還具有優良的機械特性、電學特性和溫度特性。用它設計製作的諧振器、振盪器和濾波器等,在穩頻和選頻方面都有突出的優點。
1880年法國P.居里發現石英晶體的壓電效應。直到第一次世界大戰期間,石英晶體的壓電效應才得到應用。由於天然石英資源短缺,人們研究用人工方法進行培育。1905年義大利學者用水熱溫差法制造出合成人造石英。1960年美國西方電氣公司建立了第一個人造石英工廠,人造石英進入工業化生產階段。現代用水熱溫差法培育的人造石英,質量已可與天然石英媲美,能滿足電子技術的需要。
在大氣壓力下,石英的熔點為 1750
。在573
以下時稱α 石英,屬於三方晶系32點群;在573~870
之間時稱β石英,屬六方晶系622點群。α 石英和β石英都具有壓電效應,但現代廣泛使用的是α 石英,它的密度為2.65克/釐米3,莫氏硬度為7。理想的石英晶體外形見圖。它有一個三次旋轉對稱軸,三個互成120°夾角的二次旋轉對稱軸,三次軸與二次軸垂直。晶軸c與三次軸平行,晶軸a、b和d則分別與三個二次軸平行。x軸與a軸重合,z軸與c軸重合。
根據石英晶體的旋光性質,α 石英還可分為右旋石英和左旋石英(圖)。沿x方向施加壓力時,右旋石英的x軸正向帶正電,左旋石英的x軸正向帶負電。石英晶體的z軸為光軸,光線沿z軸通過晶體時不產生雙折射現象。x軸稱為電軸,沿x軸或y軸施加壓力時,在x軸方向產生電效應。y軸稱為機械軸,沿y軸或x軸施加壓力時,在y軸方向不產生電效應。