一、定義與特性
定義:壓電水晶原晶是指在人為控制的理想環境中人工合成的,或在自然界中自然形成的,具有壓電效應的石英晶體。
特性:當壓電水晶原晶受到外力(如擠壓或拉伸)作用時,其內部會產生極化現象,同時在晶體的兩個相對表面上出現正負相反的電荷。這種效應稱為壓電效應。當外力去掉后,晶體又會恢復到不帶電的狀態。相反,當在晶體的極化方向上施加電場時,晶體也會發生變形,電場去掉后,晶體的變形隨之消失,這稱為逆壓電效應。
二、提純與制備
提純方法:壓電水晶的提純方法有多種,包括溶液法、熔融法、溶劑萃取法和晶體生長法等。這些方法的選擇取決于水晶的性質、雜質的種類和含量等因素。提純過程中需要嚴格控制溫度、溶液濃度等條件,以確保提純效果和水晶的質量。
制備過程:人造壓電水晶的制備一般采用水熱溫差法。通過高壓釜創造高溫、高壓環境,使水晶或石英溶解后結晶制成。高壓釜下部為溶解區,上部為結晶區,通過溫差產生的溶液對流將培養區的飽和溶液帶到籽晶區形成過飽和溶液而結晶。
三、應用
電子與電信設備:壓電水晶原晶廣泛用于電子、電信設備中。例如,在無線電技術中,壓電水晶可用于頻率控制;在收音機的揚聲器上,壓電晶體薄片可將接收到的電信號轉化為振動,還原出聲音。
其他應用:此外,壓電水晶原晶還可用于制作傳感器、濾波器等元器件,以及用于測量壓力、溫度等物理參數。
四、產地與保存
產地:壓電水晶原晶可在人為控制的理想環境中人工合成,也可在自然界中自然形成。一級壓電水晶等高品質的水晶原晶通常采集于特定的礦物產地,如中國的屯昌縣羊角嶺等。
保存:為了確保壓電水晶原晶的質量和性能,需要將其保存在干燥、陰涼、避光的環境中,避免受到物理和化學損傷。
綜上所述,壓電水晶原晶是一種具有壓電效應的石英晶體,在電子、電信等領域具有廣泛的應用價值。通過提純和制備工藝的不斷優化,可以進一步提高壓電水晶原晶的質量和性能,推動其在更多領域的應用和發展。