Quartz晶体-石英晶体

Quartz晶体作为一种重要的矿物晶体，具有独特的物理和化学性质以及广泛的应用领域。无论是在光学、电子还是其他工业领域，石英晶体都发挥着不可或缺的作用。石英晶体以其稳定性好、频率稳定性高、抗辐射性好、质量优良、尺寸精度高、光学性能优异和压电效应显著等优点，在电子、光学等多个领域得到了广泛应用。石英晶体在多个领域都有广泛应用。在光学领域，它被用于制造光学元件、光纤、凸透镜和分光镜等配件。在电子领域，Quartz晶体用于生产石英晶体谐振器、石英晶体滤波器、石英晶体振荡器等元器件，这些元器件在通信、计算机、航空航天等领域都发挥着重要作用。此外，石英晶体还用于制造人造宝石、装饰品等。

石英晶体具有一系列显著的主要优点：

稳定性好：石英晶体的晶格结构非常稳定，能够在极端温度和湿度的环境下保持其机械性能和尺寸稳定性。这种稳定性使得石英晶体成为各种仪器和设备中不可或缺的元件，如钟表、计时器、定向器等。

频率稳定性高：石英晶体具有极高的频率稳定性，不受外部因素的影响，能够提供精确的频率参考信号。

它是各种频率控制电路和振荡器的理想基准元件，广泛应用于通讯、雷达、导航和无线电电子设备等领域。

抗辐射性好：石英晶体能够承受辐射环境中的电离辐射和中子辐射，因此在核电站、卫星和航天器等高辐射环境中得到广泛应用。与其他材料相比，石英晶体的抗辐射性能更加稳健可靠。

质量优良：石英晶体在制造过程中能够保持高度的纯度和均匀性，因此其物理性能和电学性能非常稳定可靠。此外，石英晶体的颜色纯净，不会受到杂质和材料变形的影响。

尺寸精度高：在制造过程中，石英晶体能够实现高精度的几何形状和尺寸控制。这种精度在电子电路中应用广泛，特别是在射频电路中应用比较多，能够保证标称频率和尺寸的高度一致和精准控制。

光学性能优异：石英晶体具有高折射率和良好的光学稳定性，在光学领域中有重要应用。它被用于制造电影、摄影及激光设备的配件，如光学棱镜、光学平板、透镜、滤光片等。

压电效应显著：石英晶体具有压电效应，即在受到压力作用时会产生电压。这种特性使得石英晶体在电子领域得到广泛应用，如制造晶体振荡器、压电传感器等。

以下是Quartz晶体主要的应用领域：

电子设备：

• 压电器件：Quartz晶体因其压电性质，被广泛应用于制造压电器件，如晶体振荡器和压电谐振器等。这些器件在现代电子技术中起着至关重要的作用，如用于电子通信、计算机和测量设备中，以提供高精度的时钟和频率控制。
• 石英晶体谐振器：石英晶体谐振器是一种利用石英晶体的特殊性质制成的电子元件，用于产生稳定的频率信号。它在通信、计算机、测量仪器等领域有广泛应用，如无线通信设备、卫星通信、计算机主频发生器、时钟信号、频率计、频谱仪等。 建筑材料

Quartz因其坚固的性质而被广泛用于建筑材料领域。例如，石英石台面、石英地板和墙砖等，其高硬度和耐磨性使得这些材料能够抵抗日常使用和磨损，延长使用寿命。

化学工业：

• 耐腐蚀容器：Quartz因其高硬度和耐腐蚀性，常被用于制备和储存各种化学品。
• 催化剂载体：Quartz还可以作为催化剂载体，用于化学反应中的催化剂固定和分散，提高反应效率。
• 光纤材料：Quartz在光纤通信领域也有重要应用，作为光纤材料的核心组成部分，传输光信号。

人类生活：

Quartz的广泛应用使其成为人类日常生活中不可或缺的一部分。从钟表和手表到玻璃器皿和照明设备，Quartz都发挥着重要作用。此外，其透明性和光泽也使得Quartz成为珠宝、首饰和装饰品的首选石材。

其他领域：

• 冶金与铸造：Quartz在冶金和铸造行业中也有应用，如作为硅金属、硅铁合金和硅铝合金等的原料或添加剂。
• 光学仪器：熔融后的Quartz制成的玻璃可用于制作光学仪器，如眼镜、显微镜、望远镜等。
• 精密仪器：Quartz还可以用于制作精密仪器的轴承、研磨材料等。

基本参数：

参数	描述	典型值
英文名	Quartz	–
化学式	SiO₂	二氧化硅
晶体结构	晶系	三方晶系
晶格常数	a	4.913×10^-10 m
	c	5.405×10^-10 m
密度	–	2.65 g/cm³ (20°C)
硬度	摩氏硬度	7
熔点	–	大约1713°C
热膨胀系数	–	0.57×10^-6/K
折射率	no	1.5350 @ 1 µm
	ne	1.5438 @ 1 µm
透光范围	–	0.15-4 µm
压电常数	–	2-3 pC/N
介电常数	–	4.5-5
损伤阈值	–	>1GW/cm²
定向精度	–	<6 arc min
平行度	–	<1 arc sec
光洁度	–	10/5
面型	–	λ/10
通光口径	–	>95%
应用领域	–	电子、光学、通讯