المعرفة الأساسية بلورات الكوارتز الكهروضغطية

المعرفة الأساسية بلورات الكوارتز الكهروضغطية
 

1. الخصائص الكيميائية والفيزيائية

(1) تكوين الكريستال SiO2 ، في درجات حرارة مختلفة تحت الضغط الجوي ، يختلف هيكل بلورة الكوارتز ، ودرجة الحرارة T <573 ℃ α بلورة كوارتز ، عندما 573 ℃

(2) بخصائص كهرضغطية:
تأثير كهرضغطية:
بعض الوسائط بسبب عمل ميكانيكي خارجي (مثل الضغط والتمدد وما إلى ذلك) وفي استقطابها الداخلي ، تسمى ظاهرة الشحنة السطحية التأثير الكهروإجهادي.
تأثير كهرضغطية معكوس:
سوف تتسبب بعض الوسائط الموضوعة في المجال الكهربائي الخارجي ، بسبب تأثير المجال الكهربائي ، في إزاحة مركز الشحنة الموجبة والسالبة داخل الوسط ، مما يؤدي إلى تشوه الوسط ، ويسمى هذا التأثير التأثير الكهروإجهادي العكسي .
عندما تعمل القوة على طول المحور X (أو Y) على بلورة الكوارتز ، يحدث التأثير الكهرضغطية في الاتجاه X ، بينما لا يحدث ذلك في الاتجاهين Y و Z.المحور X يسمى المحور الكهربائي ، والمحور Y يسمى المحور الميكانيكي.

(3) مع تباين الخواص: بلور الكوارتز هو نوع من العزل الجيد ، بالقرب من درجة حرارة الغرفة ، والتوصيل الحراري على طول المحور Z عموديًا على اتجاه المحور Z بمقدار ضعف الجانبين الأيسر والأيمن ، على طول اتجاه المحور Z a3 تقريبًا التمدد الخطي معامل التمدد الخطي على طول الاتجاه العمودي للمحور Z a1 1/2 ، معامل العزل الكهربائي للإبسيلون ، المعامل الكهروإجهادي d ، إلخ. تختلف قيمه مع اتجاه ، عند درجات حرارة مختلفة ، قيم التوصيل الحراري K والتمدد المعامل A مختلفة أيضًا.

(4) كوارتز بيزو هو الشكل المتماثل للغاية للبلورة المفردة ، ويتميز بترتيب الذرات والجزيئات لها قواعد بلورة كوارتز متطورة بشكل جيد ، والمظهر هو أهم خصائص تكوين القاعدة ، وجه بلور الكوارتز البلوري ما مجموعه 30 ، 6 أمتار (أسطواني) ، ستة سطح R (حواف سطح كبيرة) ستة سطح R (سطح) حواف ستة أسطح (مخروط جزئي ثلاثي الاتجاهات) ، ستة مستويات X (مستويات جزئية ثلاثية) ، زاوية مقطع المستوى M المجاور هي 60 ° ، والزاوية بين المستوى M المجاور والمستوى R والمستوى المجاور M والمستوى R هي 38 ° 13 '، والزاوية بين المستوى S والمستوى X المتجاور هي 25 ° 57'.
تحتوي بلورة الكوارتز على محور مكعب للتماثل C وثلاثة محاور A و B و D تبلغ 120 درجة بعضها البعض.عند مناقشة الخصائص الفيزيائية لبلورة الكوارتز ، يكون من الأنسب اعتماد نظام إحداثيات مستطيل كما هو موضح في الشكل التالي.المحور C هو المحور z ، والمحور A (أو B ، D) هو المحور X ، والمحور Y هو عمودي على المحور X والمحور Z.يتم تحديد الاتجاه وفقًا لمعيار IRE لعام 1949 ، وتم اعتماد نظام الإحداثيات الديكارتية اليمنى لكل من بلورات الدوران اليمنى واليد اليمنى.
كما هو مبين في الشكل: A و B و C و D هي أنظمة إحداثيات بلورية
X و Y و Z إحداثيات مستطيلة

(5) مع الانكسار:
ولكن عندما لا يحدث انكسار الضوء على طول اتجاه المحور z ، لذلك يطلق عليه أيضًا المحور z باعتباره المحور البصري.

كثافة بلورات الكوارتز ρ = 2.65 جم / سم 2 ، والصلابة هي صلابة موس 7 ، غير قابلة للذوبان في ثلاثي حامض (HCL ، H2SO4 ، HNO3) في درجة حرارة الغرفة وضغطها ، تنتمي إلى قابلية الذوبان الصغيرة جدًا للمواد ، ولكن حمض الهيدروفلوريك وهيدروجين الأمونيوم الفلورايد هو محلول جيد من بلورات الكوارتز ، معادلة تفاعلها الكيميائي
SiO2 hf + 4 = SiF4 + 2 h2o (3 + 3 h2o SiF4 = H2SiO3 h2sif6 + 2)
SiO2 + 4HF + 2NH4F = (NH4) 2SiF6 + 2H2O
خصائصه تستخدم لتآكل رقاقة الكوارتز.


2. نوع القطع من رقاقة الكوارتز

يُطلق على قطع رقاقة الكوارتز إلى اتجاه معين لمحور الإحداثيات البلورية نمط قطع رقاقة الكوارتز.نظرًا لتباين الخواص في بلورات الكوارتز ، تختلف الخصائص الكهربائية والحرارية لشرائح الكوارتز نظرًا لخصائصها المرنة المختلفة وخصائصها الكهروضغطية وخصائص درجة الحرارة.

هناك طريقتان للتعبير عن رمز القطع لبلور الكوارتز ، أحدهما هو تمثيل الرمز المنصوص عليه في معيار IRE ، والآخر هو تمثيل الرمز المخصص الخاص بكريستال الكوارتز.IRE (نوع القطع الموصوف بواسطة الرمز (XYZlWt) مع مجموعة من الأحرف والزاوية ، يُقال بثلاثة أحرف XYZ من أجل تمثيل سمك الشريحة وطولها على طول محور الموقع الأصلي ، مع t (سمك) ، l (الطول ) ، W (العرض) لتمثيل اتجاه الدوران ، قالت الزاوية عكس اتجاه عقارب الساعة إن علامة زائد وناقص تشير في اتجاه عقارب الساعة.
مثال: (Yxl) 35 ° زاوية الرقاقة الأصلية: اتجاه Y
طول الرقاقة الأصلي: اتجاه X
(XYtl) سمك 5 ° / -50 ° T (المحور X) 5 ° دوران عكس اتجاه عقارب الساعة ، ثم حول الطول L (المحور Y) 50 درجة دوران في اتجاه عقارب الساعة ، هو سمت قطع رقاقة الكوارتز.
يتم تمثيل معظم الرموز التقليدية لكريستال الكوارتز بحرفين كبيرين باللغة الإنجليزية.على سبيل المثال ، يتم تمثيل الرموز المعتادة لنوع القطع 35 درجة (YXl) بواسطة AT ، ويتم تمثيل 5 ° / -50 ° (XYtl) بواسطة NT.