什么是石英晶体?

[拼音]：shiying jingti

[外文]：quartz crystal

二氧化硅(SiO2)的单晶体，又称水晶，有天然和人造的两种。石英晶体是一种重要的电子材料。沿一定方向切割的石英晶片，当受到机械应力作用时将产生与应力成正比的电场或电荷，这种现象称为正压电效应。反之，当石英晶片受到电场作用时将产生与电场成正比的应变，这种现象称为逆压电效应。正、逆两种效应合称为压电效应。石英晶体不仅具有压电效应，而且还具有优良的机械特性、电学特性和温度特性。用它设计制作的谐振器、振荡器和滤波器等，在稳频和选频方面都有突出的优点。

1880年法国P.居里发现石英晶体的压电效应。直到第一次世界大战期间，石英晶体的压电效应才得到应用。由于天然石英资源短缺，人们研究用人工方法进行培育。1905年意大利学者用水热温差法制造出合成人造石英。1960年美国西方电气公司建立了第一个人造石英工厂，人造石英进入工业化生产阶段。现代用水热温差法培育的人造石英，质量已可与天然石英媲美，能满足电子技术的需要。

在大气压力下，石英的熔点为 1750


。在573


以下时称α 石英，属于三方晶系32点群；在573～870


之间时称β石英，属六方晶系622点群。α 石英和β石英都具有压电效应，但现代广泛使用的是α 石英，它的密度为2.65克／厘米3，莫氏硬度为7。理想的石英晶体外形见图。它有一个三次旋转对称轴，三个互成120°夹角的二次旋转对称轴，三次轴与二次轴垂直。晶轴c与三次轴平行，晶轴a、b和d则分别与三个二次轴平行。x轴与a轴重合，z轴与c轴重合。

根据石英晶体的旋光性质，α 石英还可分为右旋石英和左旋石英(图)。沿x方向施加压力时，右旋石英的x轴正向带正电，左旋石英的x轴正向带负电。石英晶体的z轴为光轴，光线沿z轴通过晶体时不产生双折射现象。x轴称为电轴，沿x轴或y轴施加压力时，在x轴方向产生电效应。y轴称为机械轴，沿y轴或x轴施加压力时，在y轴方向不产生电效应。