石英晶体的简介
水晶的介绍
水晶简介【矿物水晶】水晶的英文名称为Rockcrystal，别名晶石、水晶石。
1676年英国人George Ravenscroft发现水晶。
水晶的化学成分及性质：水晶是一种无色透明的大型石英结晶体矿物。
它的主要化学成份是二氧化硅，跟普通砂子是“同出娘胎”的一种物质。
当二氧化硅结晶完美时就是水晶；二氧化硅胶化脱水后就是玛瑙；二氧化硅含水的胶体凝固后就成为蛋白石；二氧化硅晶粒小于几微米时，就组成玉髓、燧石、次生石英岩。
化学式为SiO2。
纯净的无色透明的水晶是石英的变种。
化学成分中含Si—46.7％，O—53.3％。
由于含有不同的混入物或机械混入的而呈多种颜色。
紫色和绿色是由铁(Fe2+)离子致色，紫色也可由钛(Ti4+)所致，其他颜色由色心所致色。
在水晶中含有砂状、碎片状针铁矿、赤铁矿、金红石、磁铁矿、石榴石、绿泥石等包裹体；发晶中则含有肉眼可见的似头发状的针状矿物的包裹体形成。
含锰和铁者称紫水晶；含铁者( 呈金黄色或柠檬色)称黄水晶；含锰和钛呈玫瑰色者称蔷薇石英；烟色者称烟水晶；褐色者称茶晶；黑色透明者称为墨晶；呈浅绿色者称为石髓。
水晶另一脾性就是怕碱不怕酸（氢氟酸除外），这是由于氧化硅特性所决定的。
像玛瑙一类宝石，当受热、摩擦、吹气或受打击时，往往散发一种特殊气味，使人联想到大蒜、马肉、萝卜、松香味儿，然而，水晶在上述情况下，绝无异味。
水晶的物理性质1824年，一位叫弗里希.摩斯的奥地利矿物学家，从许多矿物中抽出10个品种，经过科学实验测出它们的相对硬度，由此得出水晶硬度为摩氏7。
尽管后来美国国家标准局使用、推广更科学的诺普硬度测试器，但世界上许多国家的珠宝商，仍习惯于摩氏硬度表。
结晶完美的水晶晶体属六方晶系，常呈六棱柱状，柱体为一头尖或两头尖，多条长柱体连结在一块，通称晶族，美丽而壮观。
二氧化硅结晶不完整，形状可谓是千姿百态。
当你到海南水晶陈列馆去瞧一瞧，可以大开眼界：除了常见的长柱状外，还有似宝剑形，有的若板状，有的如短柱形，有的像双锥。
石英晶体元器件简介演示
未来石英晶体元器件将不断涌现出新的技术创新，推动市场不断升 级和变革。
行业整合
随着市场竞争的加剧，石英晶体元器件行业将出现整合现象，优势企 业将进一步巩固市场地位。
05
石英晶体元器件的选型与使用 注意事项
选型原则与标准
性能参数匹配
选择满足电路性能要求的石英晶 体元器件，确保其频率、温度系 数、负载电容等参数符合设计要 求。
通过石英晶体元器件，可以确保电子 设备中的电路运行在准确的频率上， 从而提高设备的性能和稳定性。
石英晶体传感器的应用
石英晶体传感器利用石英晶体的压电效应，将物理量（如压力、加速度、温度等 ）转换为电信号。
这些传感器在工业自动化、环境监测、航空航天等领域有广泛应用，用于测量和 监控各种物理量。
石英晶体谐振器的应用
石英晶体谐振器利用石英晶体的振荡特性，产生高精度和高 稳定的振荡信号。
在各种电子设备和通信系统中，石英晶体谐振器被用作时钟 源或参考频率源，确保系统正常运行。
03
石英晶体元器件的制造工艺
石英晶体元器件的制造工艺
• 石英晶体元器件，也称为石英晶体振荡器（Quartz Crystal Oscillator, QCO），是一种利用石英晶体（通常为天然或人造 石英）的压电效应产生振荡的电子元件。由于其具有高精度、 高稳定性和长寿命等优点，石英晶体元器件广泛应用于通讯、 导航、计算机、家电及工业控制等领域。
04
石英晶体元器件的市场与发展 趋势
市场需求与竞争格局
市场需求
随着电子设备的发展，石英晶体元器件市场需求持续增长，尤其在通信、导航 、消费电子等领域。
竞争格局
石英晶体元器件市场呈现多极化竞争格局，国内外知名品牌和中小企业均有参 与，竞争激烈。
石英晶体的压电效应及应用
浅析石英晶体的压电效应及应用摘要：文章通过对石英晶体结构、特性的描述，详细阐述了其压电效应机理及应用，提出了其存在的问题，介绍了其发展前景。
关键词：石英晶体压电效应应用石英是矿物质硅石的一种，化学成分是sio2，形状为结晶的六角锥体，是一种物理特性和化学特性都十分稳定的物质。
随着近代科学技术的发展，人们对石英晶体材料进行了广泛的研究，而利用其压电效应研制出的揩振器、传感器等器件，在工业生产及无线电技术中发挥着巨大的作用。
一、石英晶体的压电效应机理当石英晶体在某个方向受到外力的作用而变形时，其内部就会产生极化现象，同时在其表面会产生极性相反的电荷；当外力消失时，又恢复到不带电状态，当外力方向改变时，电荷极性也随之改变，这种现象称之为压电效应。
反之，当石英晶体受到交变电场作用时，晶体将在一定方向上产生机械变形；当外加电场撤去后，该变形也随之消失。
这种现象称为逆压电效应，也称作电致伸缩效应。
具有压电效应的晶体称之为压电晶体，典型的压电晶体就是石英晶体，压电效应就是在石英晶体中被发现的。
二、石英晶体的应用1.石英晶体振荡器石英晶体振荡器是使用石英晶体作为谐振选频电路的振荡器。
将石英晶体按一定的角切成薄片，在晶体切片的表面上装上一对金属极板，这样就制成了石英晶体振荡器。
石英晶体振荡器是基于逆压电效应原理制成的。
当石英晶体受到交变电场时，石英晶体便会产生机械振动。
由于石英晶体具有一定的固有振动频率，当外加电场频率等于其固有频率时，便会产生谐振。
这就是石英晶体可以作为谐振选频电路的基本原因。
石英晶体振荡器具有极高的频率稳定度，因而广泛使用于要求频率稳定度高的设备中，例如标准频率发生器、脉冲计数器等。
2.压电式力传感器压电式力传感器是利用石英晶体等压电材料的压电效应制成的一种力敏传感器。
当压电传感器受到外力时，其内部的压电元件在力的作用下发生变形，表面即产生电荷，只要测得其产生的电荷量，就可以得到作用力的大小，这就是压电传感器的基本工作原理。
石英表的工作原理
石英表的工作原理石英表是一种非常常见的时间测量设备，它的工作原理是基于石英晶体的振荡频率来测量时间。
石英表的精度非常高，可以达到每天误差不到一秒。
它的使用非常广泛，从普通的手表到高端的计时器都有应用。
石英表的工作原理可以分为两个部分，第一部分是石英晶体的振荡，第二部分是使用电路将振荡转化为时间信号。
下面我们将详细介绍这两个部分。
第一部分：石英晶体的振荡石英晶体是一种石英矿物，它是一种非常稳定的晶体材料，具有非常高的机械强度和化学稳定性。
它的分子结构是由硅和氧组成的，呈现出六面体的形状。
当石英晶体受到外界的电场作用时，它会发生压电效应，即晶体会产生机械振动。
这种振动是非常稳定的，因为石英晶体的机械强度非常高，而且它的分子结构非常稳定。
因此，石英晶体可以作为一个非常好的振荡器来使用。
石英表通常使用一个石英晶体作为振荡器。
这个石英晶体通常是一个小小的圆片，直径一般在几毫米到十几毫米之间。
这个圆片被放置在一个金属架子上，并且被连接到电路中。
当电路中的电场作用于石英晶体时，它会开始振荡。
这个振荡的频率非常稳定，一般在几万赫兹到几百万赫兹之间。
这个频率是非常高的，因此石英表可以非常准确地测量时间。
第二部分：使用电路将振荡转化为时间信号石英晶体的振荡虽然非常稳定，但是它本身并不能用来测量时间。
因此，我们需要使用电路将振荡转化为时间信号。
石英表通常使用一个非常简单的电路来测量时间。
这个电路包括一个计数器和一个分频器。
计数器用来计数石英晶体的振荡次数，而分频器则用来将高频率的振荡信号转化为低频率的时间信号。
具体来说，当石英晶体振荡一定次数后，计数器会加一。
当计数器的值达到一定数值时，分频器会将高频率的振荡信号转化为低频率的时间信号。
这个低频率的时间信号可以被用来驱动表盘，并且显示时间。
石英表的精度非常高，这是由于石英晶体的振荡非常稳定，并且使用的电路非常简单。
另外，石英表的结构也非常简单，这使得它的制造成本非常低。
人造石英晶体的生长原理_理论说明以及概述
人造石英晶体的生长原理理论说明以及概述1. 引言1.1 概述人造石英晶体具有广泛的应用领域，如光电子学、光通信以及其他相关领域。
随着科学技术的不断进步，对于人造石英晶体生长原理和方法的研究也越发深入。
本文旨在探讨人造石英晶体的生长原理、生长方法以及其应用领域与发展前景。
1.2 文章结构本文共分为五个部分。
首先是引言部分，对文章进行概括和简要介绍。
接着是第二部分，详细阐述了人造石英晶体的生长原理，包括晶体生长概述、石英晶体结构与性质以及生长机制和影响因素。
第三部分介绍了人造石英晶体的常见生长方法和工艺，包括温度梯度法生长、溶液法生长以及气相沉积法生长。
第四部分则重点讨论了人造石英晶体在光电子学应用领域、光通信领域以及其他领域中的应用前景和发展趋势。
最后，在第五部分中进行总结，并展望未来人造石英晶体研究的方向。
1.3 目的本文旨在全面介绍人造石英晶体的生长原理、生长方法和工艺，并探讨其在光电子学及其他领域中的应用前景。
通过对各种相关因素的分析与总结，旨在为科研工作者提供指导和启示，推动人造石英晶体技术的发展和应用。
2. 人造石英晶体的生长原理2.1 晶体生长概述人工合成石英晶体是一项重要的工艺，它在许多领域中被广泛应用。
晶体生长是指从溶液或气相中通过控制物质的移动和重新排列过程，使单晶种子逐渐增大，最终得到所需尺寸和形状的晶体。
2.2 石英晶体结构与性质石英晶体具有SiO2化学组成，呈三角柱形结构。
它的特殊结构决定了其很高的硬度、热稳定性以及优异的电气和光学性质。
2.3 生长机制和影响因素人造石英晶体的生长机制涉及到溶剂中附着分子与已有结构之间的相互作用。
主要影响因素包括溶液配比、温度、压力、溶剂浓度、固相控制等。
这些因素会对晶体尺寸、纯度以及缺陷密度产生重要影响。
3. 人造石英晶体的生长方法和工艺3.1 温度梯度法生长温度梯度法生长是一种常用的人造石英晶体生长方法。
它基于在溶液中设置温度梯度，通过控制溶液温度和降温速率来实现晶体生长。
石英-石英玻璃-水晶之间的区别 KGL
石英、水晶和石英玻璃的联系与区别
石英:
石英，一般指低温石英（α-石英），是石英族矿物中分布最广的一个矿物。
广义的石英还包括高温石英（β-石英）、柯石英等。
主要成分是SiO2，无色透明，常含有少量杂质成分而变为半透明或不透明的晶体。
石英矿石石英砂
水晶：
天然水晶属于石英的一种，是一种无色透明的石英结晶体矿物，它的主要化学成分是二氧化硅(含量大于99.9%)，当二氧化硅结晶完美时就是水晶。
自然界中部分水晶因含有其他微量元素而呈现出不同颜色。
无色水晶有色水晶
石英玻璃:
石英玻璃是玻璃态的二氧化硅(高纯石英玻璃SiO2含量大于99.9999%)，与晶体中原子呈现规律周期排列不同的是，玻璃中的原子排列是近程有序远程无序。
人们
通常所说的玻璃(普通玻璃)主要成分是硅酸钠、二氧化硅和硅酸钙，而石英玻璃的主要
成分是二氧化硅。
石英晶体：Si、O原子规则排列石英玻璃：Si、O原子排列近程有序远程无序。
石英晶体元件性能参数简介
石英晶体元件性能参数简介术语简介：1、石英晶体元件的等效电路其等效电路是一个晶体元件在谐振频率附近具有与晶体元件相同阻抗特性的电路，通常用L1、R1、C1相串联后再与C0并联表示。
见下图。
2、石英晶体元件的等效参数（包括静态参数和动态参数）：C0－静电容L1－等效电感C1－等效电容R1－等效电阻2.1 等效电阻R1石英晶体的等效电阻是其工作时能量损耗的量度，它包括晶片的内摩擦、支架应力损耗、空气阻尼、电极膜与晶片之间的内摩擦等，其影响大小不等，难以计算。
2.1.1、串联谐振电阻R1在规定条件下，晶体元件在串联谐振频率f时呈现的等效电阻，又称谐振电阻，即不加负载电容时测得的电阻。
2.1.2、负载谐振电阻R L在规定条件下晶体元件在与规定的负载电容C L相串联后工作在负载谐振频率f L时所呈现的电阻。
R L与R1的关系为：R L＝R1[1+( C0 /C L)]22.1.3、影响谐振电阻的因素影响谐振电阻的因素很多，例如原材料质量情况、晶体设计是否合适、生产工艺水平、清洁程度高低、晶体使用是否恰当、激励电平的高低等。
一般情况下，晶体的泛音电阻要比其基频的电阻大，但是采取特殊措施也可以使泛音电阻比其基频的电阻小。
2.2、等效电容C1等效电容C1：等效电路中串联臂中的电容，也称动态电容。
2.2.1、C1的表达式C1=1/ L1 (2∏f)2C1值用仪器直接测量时是用下式计算出来的：C1=2(f L－f r)（C0＋C L）/ f r =2Δf(C0＋C L) / f r 或者C1=2(f L1－f r) (f L2－f r)(C L2－C L1）/ f r (f L1－f L2)=2Δf L1Δf L2 C L/ f rΔf Lf L－加负载电容C L后的频率f r－不加负载电容时的串联谐振频率C L1、C L2－一大一小的两个负载电容f L1、f L2－加C L1、C L2时的频率Δf＝f L－f rΔf L1＝f L1－f rΔf L2＝f L2－f rΔf L＝f L1－f L2ΔC L＝C L2－C L12.2.2、C1的用途有的客户提出C1大于某一数值是为了获得比较大的负载谐振频率偏值，即要求Δf L＝f L1－f L2较大，以便改变C L后能够获得较大的频率变化量。
柯石英的晶体结构
柯石英的晶体结构
柯石英，也称为石英，是一种常见的矿物，被广泛应用于电子、光学、科研、日常生活等领域。
其晶体结构是由无机化合物组成的，因此没有明显表面特征和化学反应性，但却具有极高的物理特性和稳定性。
晶体结构是柯石英最主要的特征之一。
它的晶体属于三斜晶系，空间群为P1。
柯石英的结构由SiO4四面体构成，四面体上的一个氧原子与两个相邻四面体中的氧键合，形成环状结构，而另一个氧原子则与另一四面体上的硅原子键合，形成网状结构。
这种网络结构被称为“硅氧者”，它是一种极为稳定的化学结构。
硅氧者中的硅和氧原子以共价键相连，其角度和键长均比较稳定。
这样的结构能够在极端的条件下维持其稳定性。
柯石英的晶体结构还表现出其他的特性。
例如，它具有极高的热稳定性，而且能够承受高温压力。
因此，在高温环境下，柯石英不会发生结构变化，这是电子、光学等领域广泛应用柯石英的原因之一。
此外，在光学方面，柯石英表现出极佳的双折射性和光学转动性。
这些特性都与其晶体结构密不可分。
除此之外，柯石英的晶体结构还在天文学、物理学等领域发挥着重要作用。
例如，在天文观测中，柯石英被广
泛应用于建造高精度光学仪器，以及制造各种天文学仪器的光学组件。
在物理学研究中，则广泛应用于电子射线衍射、X射线衍射等实验中，以及研究材料的物理特性。
综上所述，柯石英的晶体结构是其具有稳定性、高温抗性、双折射性和光学转动性等物理和化学特性的重要原因。
因此，柯石英在电子、光学、科研等领域得到了广泛应用，其晶体结构的研究也是各领域科学家们所持续关注的重点。
石英晶体元件性能参数简介
石英晶体元件性能参数简介术语简介：1、石英晶体元件的等效电路其等效电路是一个晶体元件在谐振频率附近具有与晶体元件相同阻抗特性的电路，通常用L1、R1、C1相串联后再与C0并联表示。
见下图。
2、石英晶体元件的等效参数（包括静态参数和动态参数）：C0－静电容L1－等效电感C1－等效电容R1－等效电阻2.1 等效电阻R1石英晶体的等效电阻是其工作时能量损耗的量度，它包括晶片的内摩擦、支架应力损耗、空气阻尼、电极膜与晶片之间的内摩擦等，其影响大小不等，难以计算。
2.1.1、串联谐振电阻R1在规定条件下，晶体元件在串联谐振频率f时呈现的等效电阻，又称谐振电阻，即不加负载电容时测得的电阻。
2.1.2、负载谐振电阻R L在规定条件下晶体元件在与规定的负载电容C L相串联后工作在负载谐振频率f L时所呈现的电阻。
R L与R1的关系为：R L＝R1[1+( C0 /C L)]22.1.3、影响谐振电阻的因素影响谐振电阻的因素很多，例如原材料质量情况、晶体设计是否合适、生产工艺水平、清洁程度高低、晶体使用是否恰当、激励电平的高低等。
一般情况下，晶体的泛音电阻要比其基频的电阻大，但是采取特殊措施也可以使泛音电阻比其基频的电阻小。
2.2、等效电容C1等效电容C1：等效电路中串联臂中的电容，也称动态电容。
2.2.1、C1的表达式C1=1/ L1 (2∏f)2C1值用仪器直接测量时是用下式计算出来的：C1=2(f L－f r)（C0＋C L）/ f r =2Δf(C0＋C L) / f r 或者C1=2(f L1－f r) (f L2－f r)(C L2－C L1）/ f r (f L1－f L2)=2Δf L1Δf L2 C L/ f rΔf Lf L－加负载电容C L后的频率f r－不加负载电容时的串联谐振频率C L1、C L2－一大一小的两个负载电容f L1、f L2－加C L1、C L2时的频率Δf＝f L－f rΔf L1＝f L1－f rΔf L2＝f L2－f rΔf L＝f L1－f L2ΔC L＝C L2－C L12.2.2、C1的用途有的客户提出C1大于某一数值是为了获得比较大的负载谐振频率偏值，即要求Δf L＝f L1－f L2较大，以便改变C L后能够获得较大的频率变化量。
石英晶体
IR：绝缘电阻（Vcc=100 V DC IR大于500 MΩ）
石英材料（水晶）简介
• 石英产品主要是利用石英材料（水晶）的压电效应制成的电子原件和器件，压电 效应是一种机电能量互换的现象，压电效应分为正压电效应和逆压电效应，正压 电效应是以机械应力及应变（形变）作用而使物体产生电荷或电压输出。逆压电 效应是以电能输入使之产生机械能或位移（形变）的输出。如果把交变电压施加 到石英芯片两个电极之间，当交变电压的频率与石英芯片固有频率一致时，通过 逆压电效应，芯片便产生机械振动，同时又通过正压电效应而输出电信号。石英 材料的压电效应是有方向性的，只有在电轴方向才具有压电效应。石英有天然石 英和人造石英。天然石英和人造石英均为多面体形状。目前电子元器件使用的主 要是人造石英材料。主要成分为SiO2。 石英晶体为单晶体，高度对称呈凸多面体形，晶面共有30个，分成5组，M面（柱 面），R面（大棱面）,R面（小棱面）,S面（三方双锥面），X面三方偏方面） 石英晶体为透明体；热膨胀系数小；良好的绝缘材料；密度：2.65g/cm3，硬度： 莫氏7度 产品主要有石英晶体谐振器、石英晶体振荡器。 产品主要特点有：高稳定性（年老化率小于+/- 5PPM）、高Q（品质因数）值、低 功耗、小体积、易于使用。 产品主要应用于通讯、电脑、导航、航空航天、家用电器等领域。一般石英晶体 谐振器的频率可从数百赫兹至几百兆赫兹。
石英晶体谐振器主要电参数二
CL：负载电容（一般由客户提供），***在测试时表示产品0 PPM时的负载电容。 对一只产品而言，CL变大，频率会低，CL变小，频率会高。在客户要求某一负载电容的谐振器 时也可用附近负载电容的谐振器进行代替，但此时必须满足客户精度的要求。 在制作振荡器时（OSC）CL=Cg*Cd/（Cg+Cd）+C0+Cs （Cg、Cd在IC 规格中会有说明） L1：动态电感。单位mH（毫亨）。 L1= (2.013×n3) / (Ae×f03) TS：牵引量（单位电容变化频率变化量）单位 PPM / pF。 1 PPM=10-6 TS=1000*C1 / 2*（C0+CL）2 电极增加，TS增加。电极减小，TS减小。 负载（CL）大，TS 大。负载（CL）小，TS 小。 Q：品质因数 Q=
水晶的知识
第五节水晶石英是自然界中最常见，最主要的造岩矿物。
也是珠宝界应用数量和范围颇大的一类宝石。
石英宝石可有显晶质、隐晶质等多种结晶形态，其中单晶石英在珠宝界统称水晶(Rock crystal)。
一、水晶的基本性质(一)矿物名称石英(Quartz)。
(二)化学成分化学成分为二氧化硅(SiO2)，纯净时形成无色透明的晶体，当含微量的杂质元素A1、Fe 等时，经辐照微量元素形成不同类型的色心，产生不同的颜色，如烟色、紫色、黄色等。
(三)晶系及结晶习性水晶属三方晶系，常见晶形为柱状(图3—l—49)，主要单形为六方柱m{1010}、菱面体r{1011}和z{0111}、三方双锥5{1121}及三方偏方面体J{5161}等，菱面体r一般比z发育，当菱面体r和z同等发育时，外观上呈假六方双锥状。
柱状晶体的柱面上发育有横纹和多边形蚀象。
图3—1—49 水晶晶体(a)左形；(b)右形水晶的结晶习性受温度和溶液饱和度影响，随着温度的升高，晶形从长柱状趋向短柱状，最后到六方双锥状。
水晶中常见的双晶有道芬双晶、巴西双晶、日本双晶等(图3—1—50)。
图3—l—50 水晶的双晶(a)道芬双晶；(b)巴西双晶；(c)日本双晶(四)光学性质1.颜色水晶的颜色可有无色，紫色，黄色，粉红色，不同程度的褐色直到黑色。
2. 光泽及透明度玻璃光泽，断口可具油脂光泽。
透明度：无色水晶透明度可达到很高，清彻如水，随着包裹体含量的增加或有色水晶的颜色加深，透明度降低。
3，光性一轴晶正光性。
水晶的一轴晶干涉图是独特的，其分割干涉色色环的黑十字臂达不到中心，形成一种中空的图案，俗称牛眼干涉图。
4.折射率与双折射率折射率1.544～1.553，双折射率为0.009。
5.多色性无色水晶没有多色性，有色水晶可有多色性，多色性的颜色及强弱受有色水晶体色及体色的深浅影响。
一般讲，体色越深时，多色性越明显。
(五)力学性质1.解理无解理，有典型的贝壳状断口。
石英晶体
石英晶体石英简介石英晶体石英的化学成分为SiO2，晶体属三方晶系的氧化物矿物，即低温石英（a-石英），是石英族矿物中分布最广的一个矿物种。
广义的石英还包括高温石英（b-石英）。
低温石英常呈带尖顶的六方柱状晶体产出，柱面有横纹，类似于六方双锥状的尖顶实际上是由两个菱面体单形所形成的。
石英集合体通常呈粒状、块状或晶簇、晶腺等。
纯净的石英无色透明，玻璃光泽，贝壳状断口上具油脂光泽，无解理。
受压或受热能产生电效应。
变种压电材料石英因粒度、颜色、包裹体等的不同而有许多变种。
无色透明的石英称为水晶，紫色水晶俗称紫晶，烟黄色、烟褐色至近黑色的俗称茶晶、烟晶或墨晶，玫瑰红色的俗称芙蓉石；呈肾状、钟乳状的隐晶质石英称石髓，具不同颜色同心条带构造的晶腺叫玛瑙，玛瑙晶腺内部有明显可见的液态包裹体的俗称玛瑙水胆，细粒微晶组成的灰色至黑色隐晶质石英称燧石，俗称火石。
烟晶石英的用途很广。
无裂隙、无缺陷的水晶单晶用作压电材料，来制造石英谐振器和滤波器。
一般石英可以作为玻璃原料，紫色、粉色的石英和玛瑙还可作雕刻工艺美术的原料。
石英是最重要的造岩矿物之一，在火成岩、沉积岩、变质岩中均有广泛分布。
巴西是世界著名的水晶出产国，曾发现直径2.5米、高5米、重达40余吨的水晶晶体物理特性晶系：六方晶系晶体：等轴状、柱状、六方双锥面形集合体型态：块状、粗粒状、钟乳状、结核状硬度：摩氏硬度为7解理/断口：贝壳状断口光泽：玻璃光泽颜色：无、白，带有点灰、黄到橙黄、紫、深紫、粉红、灰褐、褐、黑条痕：白色比重：2.65 ~ 2.66其他：（1）具脆性（2）具有热电性（3）折射率 1.533 ~ 1.541,双折射率差0.009，色散0.013（4）石英具有强烈的压电性（Piezoelectric property），即用力敲击摩擦时会产生火花，这也就是燧石取火的方法。
（5）石英内常见的包裹体有：发晶（Hair crystal）－主要是金红石；草入水晶－主要为电气石；水胆水晶－石英中有液态包裹体；青石英－内含浅蓝色金红石针状物；乳石英－由细水孔洞引起混浊状；绿石英－由板状或碎片状的绿泥石组成，有时可能是绿色针状的阳起石；砂金石（Aventurine）－石英岩内部含有绿色或红褐色的云母细片，又名耀石英，俗称东陵石。
水晶简介
（2）紫晶中颜色分布不均匀，它可表现为如下 几种情况：
a、最常见的是色带，紫色与无 色色带平行相间分布，有时两组 色带以一定角度相交分布； b、有时可见到色块，色块边缘 有平直的边，呈不规则的几何图 形状； c、少数情况下可见颜色呈不规 则的团块状、絮状，团块边缘紫 色浅淡，向中心渐浓，犹如一滴 在清水中渐渐散开的紫墨水。
千 手 观 音
紫黄晶和紫晶
光性：一轴晶正光性，“牛眼干涉图”。
折射率1.544~1.553，双折射率0.009。水晶的折 射率非常稳定，可以作为折射仪的校准样品。 多色性：无色水晶没有多色性。有色水晶有弱到 强的多色性，表现为体色的不同深浅。体色越深， 多色性越明显。
4、力 学 性 质
解理：无解理，有典型的贝壳状断口。 硬度：7。 密度：稳定，为2.64～2.69g/cm3。
合成绿水晶
（二）合成水晶的鉴别
（1）颜色 天然水晶没有蓝色和黄绿双色，极少见绿色，没有透明的 粉红色。 （2）平行的管状二相包裹体 合成水晶中的管状二相包裹体常常成群出现，并且大致地平 行排列，尤其是管状体的头尾常常相当的整齐，往往是从种晶 片上开始形成的并向外生长。
平行管状包体
（3）面包渣状的包裹体 面包渣状的包裹体也是合成水晶的典型特征，呈白色、 粉末状，是微晶集合体，面包渣状包裹体一般较小，即使 放大到80倍以上也难观察清楚其细节特征。
4、黄晶与黄色托帕石的鉴别
鉴别方法如下： （1）托帕石比黄晶光泽强。 （2）密度：托帕石大于黄晶。 （3）托帕石有一组解理，黄晶没有。 （4）在折射仪上测试，黄晶为一轴晶矿物，而 黄托帕石为二轴晶。折射率值亦相差较大。
四、合成水晶及其鉴别
（一）合成水晶概况
大约在1908年世界上第一颗水热法合成水晶诞 生，70年代原苏联合成了黄晶和紫晶，至今合成 彩色水晶被广泛用于珠宝业，主要品种是合成紫 晶、合成黄晶，另有少量绿色、蓝色、黄绿双色、 紫黄绿三色水晶。 合成水晶是在种晶的基底上生长起来的一种晶 体。不同颜色的合成水晶其种晶的取向不同，掺 杂离子也不太相同。
石英(1)
石英的简介石英，无机矿物质，主要成分是二氧化硅，常含有少量杂质成分如Al2O3、、CaO、MgO等，为半透明或不透明的晶体，一般乳白色，质地坚硬。
石英是一种物理性质和化学性质均十分稳定的矿产资源，晶体属三方晶系的氧化物矿物，即低温石英（a-石英），是石英族矿物中分布最广的一个矿物种。
广义的石英还包括高温石英（b-石英）。
石英块又名硅石，主要是生产石英砂(又称硅砂)的原料，也是石英耐火材料和烧制硅铁的原料。
石英是非可塑性原料，其与粘土在高温中生成的莫来石晶体赋予瓷器较高的机械强度和化学稳定性，并能增加坯体的半透明性，是配制白釉的良好原料石英是地球表面分布最广的矿物之一，它的用途也相当广泛。
远在石器时代，人们用它制作石斧、石箭等简单的生产工具，以猎取食物和抗击敌人。
石英钟、电子设备中把压电石英片用作标准频率；熔融后制成的玻璃，可用于制作光学仪器、眼镜、玻璃管和其它产品；还可以做精密仪器的轴承、研磨材料、玻璃陶瓷等工业原料。
正压电效应是指：当晶体受到某固定方向外力的作用时,内部就产生电极化现象,同时在某两个表面上产生符号相反的电荷；当外力撤去后，晶体又恢复到不带电的状态；当外力作用方向改变时，电荷的极性也随之改变；晶体受力所产生的电荷量与外力的大小成正比。
压电式传感器大多是利用正压电效应制成的。
逆压电效应是指对晶体施加交变电场引起晶体机械变形的现象，又称电致伸缩效应。
用逆压电效应制造的变送器可用于电声和超声工程。
压电敏感元件的受力变形有厚度变形型、长度变形型、体积变形型、厚度切变型、平面切变型5种基本形式。
压电晶体是各向异性的，并非所有晶体都能在这5种状态下产生压电效应。
例如石英晶体就没有体积变形压电效应，但具有良好的厚度变形和长度变形压电效应。
依据电介质压电效应研制的一类传感器称为为压电传感器。
压电效应：当晶片外加一个变化电场时，晶体会产生机械形变；当极板间施加机械力，晶体内会产生交变电场，这种现象称为压电效应。
水晶简介
人造水晶和天然水晶的区别
• 天然水晶是在地低经过千百万年自然形成的结晶 体，而合成水晶则一般是用hydrothermal热水法制 成，利用高温高压慢慢冷却而得。天然水晶因其 难得而价格比较贵一些，但是人们往往认为天然 的水晶因其经过千百万年才形成（比人类的历史 长得多），会包含天地之灵气，灵性要更强一些。 至纯的天然水晶几乎没有，即使有的话也会非常 昂贵。合成水晶可以造的非常纯，但意义上就差 一些了。但人造水晶除了纯度高外，可以制作成 各种形状的工艺礼品，又注入了新的色彩，这是 天然水晶无法比拟的。
B级：整颗水晶中一半以上都 是云雾和内含物，大块的冰 裂痕，表面有较小裂痕
C级：最低一级，整 体呈云雾状，冰裂痕 迹很明显，表面也有 明显裂痕，好像随时 会碎
分类
狭义分类
“狭义水晶”指主 要成份为二氧化硅， 分子结构为晶状结 构的晶矿，主要品 种有白水晶、黄水 晶、粉水晶、紫水 晶、茶水晶等；
广义分类
水晶简介
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天然水晶性质特征
人造水晶简介
1 天然水晶简介
• 天然水晶是一种石英 结晶体矿物，通常呈 六方晶体形，天然水 晶有偏光性，可见双 晶现象。天然水晶极 具观赏、收藏价值， 纯净的天然水晶体亦 是极佳的光学材料。
2 天然水晶性质特征
成分 通常为无色透明 的石英结晶体， 呈六方晶体，最 主要的成份是二 氧化硅(SiO2)在 天然水晶中，还 含有各种微量的 金属，形成各种 不同颜色的水晶。 光学特性 力学特征 水晶的摩氏硬度 为7，是仅次于金 刚石(硬度为10)和 红蓝宝(硬度为9) 的矿物，大于玻 璃（硬度为5）， 所以通过水晶与 玻璃的磨擦可以 分辨水晶的真假。
• 在人为控制的理想环境当中，即是物理、化学条件都符合 上述条件的状况下，水晶的生长速度大约每天0.8毫米 (mm)，这个速度也是许多人造水晶的实验室、工厂的标准 生产速度。由此所培养出来的水晶，就是所谓的“人造水 晶”(Synthetic Quartz)。人造水晶通常多切割为芯片供电 子、计算机、通讯工业用。一般工业用途的人造水晶，其 厚度约需3厘米左右，需要约40 天左右的时间来成长；若 要供作珠宝业来磨成10厘米(100mm)以上的水晶球，在最 理想的环境下，通常约需120～180天。在自然界中，情形 就没有这么乐观，原料、水质、温度、压力等等的条件一 直变化，很难达到理想状况，通常需要数万倍、或是数百 万倍的时间，才能达到相同的成长。
石英晶体元件的用途
石英晶体元件的用途首先，石英晶体元件在通信领域中起着至关重要的作用。
它们被用于制造频率控制器、频率合成器、时钟电路等各种设备。
在移动通信中，石英晶体元件被广泛应用于手机、基站和卫星通信终端，用于产生精确的时钟信号。
在光纤通信中，石英晶体元件用于光传输设备和光网络中的光源和光探测器。
其次，石英晶体元件也在计算机领域中具有广泛的应用。
在计算机中，石英晶体元件被用于制造CPU、主板和内存等设备中的时钟电路，保证计算机的正常运行。
同时，石英晶体元件还被用于制造计算机键盘和鼠标中的元件，确保输入信号的准确性。
此外，石英晶体元件在汽车电子领域也扮演着重要的角色。
在汽车中，石英晶体元件被广泛应用于发动机控制模块、车载娱乐系统、导航系统等设备中的时钟和频率控制电路。
石英晶体元件的高精度和稳定性能确保了这些设备的正常运行，并提供准确的时钟和频率信号。
此外，石英晶体元件还在医疗设备中发挥重要的作用。
在医疗领域，石英晶体元件被用于制造各种医疗设备中的时钟、定时器和计时装置，包括医疗仪器、监护仪、心脏起搏器等。
这些设备对于时钟和计时的准确性要求极高，石英晶体元件提供了高精度和稳定的时钟信号，确保医疗设备的正常运行。
此外，石英晶体元件还被广泛应用于工业控制领域。
在工业自动化中，石英晶体元件被用于制造PLC（可编程逻辑控制器）和DCS（分散控制系统）等控制设备中的时钟电路。
这些设备对于时钟信号的精确性和稳定性要求很高，石英晶体元件提供了可靠的时钟信号，确保工业自动化系统的正常运行。
总之，石英晶体元件在通信、计算机、汽车、医疗和工业控制等领域具有广泛的应用。
它们的高精度、稳定性和可靠性使得各种电子设备能够正常运行，并提供准确的时钟、频率和计时信号。
石英晶体元件的发展也将随着科技的进步继续拓展其应用领域，并在未来发挥更加重要的作用。
天然水晶和石英的区别
天然⽔晶和⽯英的区别天然⽔晶属于⽯英的⼀种结晶体矿物质，主要成分均为⼆氧化硅，是⽯英中因含有各种杂质颜⾊各异分类出的⼀种，虽然天然⽔晶属于⽯英中⼀种，但是他们的区别还是有的。
1.⽯英是⼀种物理性质和化学性质均⼗分稳固的矿产资源，晶体属三⽅晶系的氧化物矿物，即低温⽯英（a-⽯英），是⽯英族矿物中散布最⼴的⼀个矿物种。
⼴义的⽯英还包含⾼温⽯英（b-⽯英）。
⽯英块⼜名硅⽯，重要是出产⽯英砂(⼜称硅砂)的原料，也是⽯英耐⽕资料和烧制硅铁的原料。
⽽天然⽽⽔晶是⼀种⽆⾊透明的⽯英结晶体矿物。
它的重要化学是⼆氧化硅，跟普通砂⼦是“同出娘胎”的⼀种物资。
当⼆氧化硅结晶完善时就是⽔晶；⼆氧化硅胶化脱⽔后就是玛瑙；⼆氧化硅含⽔的胶体凝固后就成为蛋⽩⽯；⼆氧化硅晶粒⼩于⼏微⽶时，就组成⽟髓、燧⽯、次⽣⽯英岩。
2.天然⽔晶最60%成份是sio2，⽔晶的颜⾊是由于除了sio2外，还含有各种不同微量的⾦属所造成的。
在天然环境⾥头，⽔晶多数会与矿物⽅解⽯、黄铁矿、辉铁矿、各种颜⾊的云母⽚、碧茜、花岗岩、⾦红⽯等「共⽣」，⽽形成了⼀些疑幻似真的景像，即所谓「异像⽔晶」，增加了收藏⽔晶的乐趣和价值。
⽔晶多数是在地底⽣长，⽣长的过程需要⼤量含有饱和的⼆氧化矽的地下⽔源，温度在550－600℃之间，并需要⽐⼤⽓压⼒⼤⼆倍⾄三倍的压⼒，经过了漫长的岁⽉，便变成了六⾓柱形的⽔晶。
⽽⽯英是⼀种受热或压⼒就容易变成液体状的矿物。
也是相当常见的造岩矿物，在三⼤类岩⽯中皆有之。
因为它在⽕成岩中结晶最晚，所以通常缺少完整晶⾯，多半填充在其他先结晶的造岩矿物中间。
⽯英的成份是最简单的sio2，玻璃光泽，没有解理⾯，但具贝壳状断⼝。
微晶质的⽯英称为⽟髓、玛瑙或碧⽟。
纯粹的⽯英是⽆⾊，但因常含有过渡元素的杂质⽽呈现不同的颜⾊。
⽯英很安定，不容易风化或{TodayHot}变化为他种矿物。
3.⽯英⽯⼀般15个厚，⽔晶⽯只有12个厚，再就是⽔晶⽯树脂含量多，硬度差，看起来晶莹透明的效果，⽯英⽯⾥⾯或许有玻璃碎⽚但不会晶莹透明！⽯英⽯⽐⽔晶⽯更沉⼀些，⽯英⽯耐⾼温⽅⾯⽐⽔晶⽯强很多。
石英的压电效应
石英的压电效应石英是一种常见的矿物，它有着很多特殊的物理特性。
其中一个最为著名的特性就是它的压电效应，也就是说它能够在受到机械压力时产生电荷。
这个效应在现代的电子科技中有着广泛的应用，下面我们就来深入了解一下石英的压电效应。
首先我们来了解一下压电效应的基础理论。
在晶体学中我们知道，晶体的结构是由周期性排列的原子构成的。
当晶体受到机械振动时，其原子会发生微小的振动，这些振动会产生电荷。
这就是压电效应的理论基础。
那么石英是如何产生压电效应的呢？石英的晶体结构是由SiO4四面体构成的，这些四面体沿着晶体的方向排列。
在其常见的α石英结构中，四面体的顶点共享O离子，形成双锥体。
在不同的晶体方向上，四面体的排列不同，这也导致了在不同方向上压电效应的强度也不同。
我们知道，当一个石英晶体受到机械压力时，其顶点处的SiO4四面体会振动。
这些振动会导致四面体中的O离子相对于Si离子移动。
这种相对位移会导致晶体中产生电荷，这个电荷就是压电效应的结果。
压电效应产生的电荷符号与晶体振动的方向有关，例如在某些方向上振动时会产生正电荷，而在其相反的方向上则会产生负电荷。
石英的压电效应是有非常广泛的应用的。
首先是在时间测量中。
我们知道，石英可以被用来制作石英钟。
这是因为石英晶体的压电效应可以产生非常稳定的振荡信号。
石英钟中采用的石英晶体是压电石英晶体，在振荡电路中可以将机械振动转换成电信号，从而实现精确测量时间。
另外，石英的压电效应还被广泛应用于传感器中。
例如，压电石英晶体可以应用于负荷传感器中。
当外部的负荷施加石英晶体上时，晶体会受到压力，并产生电荷信号。
通过对电荷信号的测量，我们可以精确的测量出负荷的大小。
此外，石英的压电效应只是其中之一种。
石英还有热释电效应、压强致发光效应等等，这些都是石英独特的物理特性。
因此，我们可以利用这些特性，将石英应用于不同的领域中。
总之，石英的压电效应是一种非常重要的物理现象。
它的应用广泛，从石英钟到传感器，再到医学成像等等，都可以利用到这个效应。
石英晶体元件性能参数简介汇总
石英晶体元件性能参数简介术语简介:1、石英晶体元件的等效电路其等效电路是一个晶体元件在谐振频率附近具有与晶体元件相同阻抗特性的电路，通常用L i、R1、C1相串联后再与C o并联表示。
见下图。
2、石英晶体元件的等效参数（包括静态参数和动态参数）:C0 －静电容L1 －等效电感C1 －等效电容R1 －等效电阻2.1等效电阻R1 石英晶体的等效电阻是其工作时能量损耗的量度，它包括晶片的内摩擦、支架应力损耗、空气阻尼、电极膜与晶片之间的内摩擦等，其影响大小不等，难以计算。
2.1.1、串联谐振电阻R1 在规定条件下，晶体元件在串联谐振频率f 时呈现的等效电阻，又称谐振电阻，即不加负载电容时测得的电阻。
2.1.2、负载谐振电阻R L 在规定条件下晶体元件在与规定的负载电容C L 相串联后工作在负载谐振频率f L 时所呈现的电阻。
R L与R i 的关系为：R L = R i[1+( C o /C L)]22.1.3、影响谐振电阻的因素影响谐振电阻的因素很多，例如原材料质量情况、晶体设计是否合适、生产工艺水平、清洁程度高低、晶体使用是否恰当、激励电平的高低等。
一般情况下，晶体的泛音电阻要比其基频的电阻大，但是采取特殊措施也可以使泛音电阻比其基频的电阻小。
2.2、等效电容C1等效电容C1：等效电路中串联臂中的电容，也称动态电容。
2.2.1 、C1 的表达式2C i=1/ L 1 (2 n f)2C1 值用仪器直接测量时是用下式计算出来的：C i=2(f L - f r) ( C o + C L) / f r =2 △ f(C o + C L) / f r 或者C l=2(f Li - f r) (f L2 - f r)(C L2 - ) / f r (f Li - f L2 )=2 △△ 5 C L/ f r △f Lf L- 加负载电容C L 后的频率f r—不加负载电容时的串联谐振频率C L1 、C L2 －一大一小的两个负载电容f L1 、f L2 —加C L1 、C L2 时的频率△ f = f L —f r△f L1 = f L1 —f r△f L2 = f L2 —f r△f L = f L1 —f L2△C L = C L2 —C L12.2.2、C1 的用途有的客户提出C1 大于某一数值是为了获得比较大的负载谐振频率偏值，即要求△ f L= f L1 —f L2 较大，以便改变C L 后能够获得较大的频率变化量。
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【摘要】石英晶体具有压电特性、各向异性、双折射现象等等的化学物理特性，能应用于石英钟、温度计、压力指示器、加速度计等方面，是现代电子技术不可或缺的一部分。
关键词：石英晶体、特性、不可或缺
【Abstract】Quartz crystals have piezoelectric properties, anisotropic, double refraction phenomenon and so on the physical and chemical properties, can be applied to the quartz clock, thermometer, pressure indicator, accelerometer, modern electronic technology, is an indispensable part of.
随着时代的发展，科技的进步，技术的创新，越来越多的新产品被人们制造出来。
人们运用已知的知识，踏着先人的脚步，不断地创新，不断地前进，以期能够使人们的生活变得越加的便利，质量越加的好。
此次我以石英晶体为例，为各位阐述科技创新的证据。
那么何为石英晶体呢？石英是由硅和氧两种元素组成，根据不同用途，将石英晶棒按照特定的晶向切割成晶片，即可制成石英晶体。
在常温下不同温度时，石英晶体的结构不同，温度T<573℃时是α石英晶体，当573℃<T<870℃时是β石英晶体，熔点是1750℃，我们通常所说的压电石英晶体是指α石英晶体。
石英晶体具有以下特性：
⑴具有压电特性：①压电效应：某些介质由于外界机械作用（如压缩、拉伸等等）而在其内部发生极化，产生表面电荷的现象叫压电效应。
②逆压电效应：某些介质置于外电场中，由于电场的作用，会引起介质内部正负电荷中心的位移，导致介质发生形变，这种效应称为逆压电效应。
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。
⑵具有各向异性：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。
⑶是外形高度对称的单晶体，其特征是原子和分子有规则的排列发育良好的石英晶体，外形最显著的特点是晶面有规则的配置，石英晶体的晶面共30个，六个m面（柱面），六个R 面(大棱面)，六个r面(小棱面)，六个s面(三方偏锥面)，六个X面(三方偏面)，相邻M面的夹角度为60°，相邻M面和R面的夹角与相邻M面和r面的夹角都等于38°13’,相邻s 面与X面的夹角为25°57’。
⑷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。
⑸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，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。
此外，石英晶体的振动模式有长度伸缩振动模式、弯曲振动模式、面切变振动模式、厚度切变振动模式这几种。
石英晶体用于产生控制和管理所有通讯系统的频率，是大多数钟、手表、计算机和微处理机中的重要元件（例如石英钟、温度计、压力指示器、加速度计等等），也是现代电子技术不可或缺的一部分。
参考文献：《石英晶体介绍》出于电子市场、《石英晶体基础知识》、《石英晶体基础知识》编辑于Janet
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