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比較石英晶體和壓電陶瓷的壓電效應
石英斷口具有什麼光澤
石英晶體簡介
石英晶體的化學成分為SiO2,晶體屬三方晶系的氧化物礦物,即低溫石英(a-石英),是石英族礦物中分佈最廣的一個礦物種。廣義的石英還包括高溫石英(b-石英)。
低溫石英常呈帶尖頂的六方柱狀晶體產出,柱面有橫紋,類似於六方雙錐狀的尖頂實際上是由兩個菱面體單形所形成的。石英集合體通常呈粒狀、塊狀或晶簇、晶腺等。純淨的石英無色透明,玻璃光澤,貝殼狀斷口上具油脂光澤,無解理。受壓或受熱能產生電效應。
石英晶體物理特性
編輯晶系:六方晶系
晶體:等軸狀、柱狀、六方雙錐面形
集合體型態:塊狀、粗粒狀、鍾乳狀、結核狀
硬度:摩氏硬度為7
解理/斷口:貝殼狀斷口
光澤:玻璃光澤
顏色:無、白,帶有點灰、黃到橙黃、紫、深紫、粉紅、灰褐、褐、黑
條痕:白色
比重:2。65 ~ 2。66
其他:(1)具脆性
(2)具有熱電性
(3)折射率 1。533 ~ 1。541,雙折射率差 0。009,色散 0。013
(4)石英具有強烈的壓電性(Piezoelectric property),即用力敲擊摩擦時會產生火花,這也就是燧石取火的方法。
(5)石英內常見的包裹體有:發晶(Hair crystal)-主要是金紅石;草入水晶-主要為電氣石;水膽水晶-石英中有液態包裹體;青石英-內含淺藍色金紅石針狀物;乳石英-由細水孔洞引起混濁狀;綠石英-由板狀或碎片狀的綠泥石組成,有時可能是綠色針狀的陽起石;砂金石(Aventurine)-石英岩內部含有綠色或紅褐色的雲母細片,又名耀石英,俗稱東陵石。常見煙黑色至暗褐色的煙水晶,主要是這些巖類含有較多量具有放射性之鈾、釷元素的關係。
石英晶體的應用
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。
壓電效應簡介
壓電體受到外機械力作用而發生電極化,並導致壓電體兩端表面內出現符號相反的束縛電荷,其電荷密度與外機械力成正比,這種現象稱為正壓電效應。 壓電體受到外電場作用而發生形變,其形變數與外電場強度成正比,這種現象稱為逆壓電效應。 具有正壓電效應的固體,也必定具有逆壓電效應,反之亦然。 正壓電效應和逆壓電效應總稱為壓電效應。晶體是否具有壓電效應,是由晶體結構的對稱性所決定的。
某些電介質在沿一定方向上受到外力的作用而變形時,其內部會產生極化現象,同時在它的兩個相對錶面上出現正負相反的電荷。當外力去掉後,它又會恢復到不帶電的狀態,這種現象稱為正壓電效應。當作用力的方向改變時,電荷的極性也隨之改變。相反,當在電介質的極化方向上施加電場,這些電介質也會發生變形,電場去掉後,電介質的變形隨之消失,這種現象稱為逆壓電效應。依據電介質壓電效應研製的一類感測器稱為壓電感測器。
壓電效應原理
壓電效應的原理是,如果對壓電材料施加壓力,它便會產生電位差(稱之為正壓電效應),反之施加電壓,則產生機械應力(稱為逆壓電效應)。如果壓力是一種高頻震動,則產生的就是高頻電流。而高頻電訊號加在壓電陶瓷上時,則產生高頻聲訊號(機械震動),這就是我們平常所說的超聲波訊號。也就是說,壓電陶瓷具有機械能與電能之間的轉換和逆轉換的功能,這種相互對應的關係確實非常有意思。
壓電材料可以因機械變形產生電場,也可以因電場作用產生機械變形,這種固有的機-電耦合效應使得壓電材料在工程中得到了廣泛的應用。例如,壓電材料已被用來製作智慧結構,此類結構除具有自承載能力外,還具有自診斷性、自適應性和自修復性等功能,在未來的飛行器設計中佔有重要的地位。
石英晶體和壓電陶瓷的壓電效應區別
石英晶體沒有體積變形壓電效應,但具有良好的厚度變形和長度變形壓電效應。高頻電訊號加在壓電陶瓷上時,則產生高頻聲訊號(機械震動),這就是我們平常所說的超聲波訊號。也就是說,壓電陶瓷具有機械能與電能之間的轉換和逆轉換的功能。
壓電效應的原理:如果對壓電材料施加壓力,它便會產生電位差(稱之為正壓電效應),反之施加電壓,則產生機械應力(稱為逆壓電效應)。如果壓力是一種高頻震動,則產生的就是高頻電流。
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