山大电介质材料02-02章.ppt

电介质材料与器件第二章：压电晶体1第二章：压电晶体n§2.1 典型的压电晶体－石英n§2.2 石英的晶体结构n§2.3 石英的培育n§2.4 石英的坐标选取n§2.5 石英的切割方位2§2.1 典型的压电晶体－石英n石英：就是人们常说的 水晶或者说水晶专 指透明的石英）n优质水晶均为透明晶体 其他质次的有紫色， 红色，蓝色等3§2.1 典型的压电晶体－石英n玛瑙不同颜色同心条 带构造的晶腺燧石：细微晶粒组成 的灰色或黑色隐晶质 石英俗称火石4§2.1 典型的压电晶体－石英燧石：细微晶粒组成 的灰色或黑色隐晶质 石英俗称火石结构中矿物晶体颗粒细小，肉眼无法 分辨，只能在显微镜下看出，最细的颗 粒连显微镜也不能分辨，而只有光性反 应，具有隐晶结构的岩石称＂隐晶岩＂ 5§2.1 典型的压电晶体－石英6第二章：压电晶体n§2.1 典型的压电晶体－石英n§2.2 石英的晶体结构n§2.3 石英的培育n§2.4 石英的坐标选取n§2.5 石英的切割方位7§2.2 石英的晶体结构SiO2有三种结晶形态：石英鳞石英方石英8§2.2 石英的晶体结构SiO2有三种结晶形态：石英b石英：高温型a石英：低温型573oC较高的对称性 622点群较低的对称性 32点群9§2.2 石英的晶体结构a石英单胞的立体图。

以Si原子作为单胞的顶角10§2.2 石英的晶体结构a石英单胞的立体图以Si原子作为单胞的顶角11§2.2 石英的晶体结构b石英（a）和a石英（b）的结构在（0001）面上的投影 图中只标记Si 的位置，O的位置在相邻两个Si原子之间，未标记12§2.2 石英的晶体结构b石英（a）和a石英（b）的结构在（0001）面上的投影 图中只标记Si 的位置，O的位置在相邻两个Si原子之间，未标记13第二章：压电晶体n§2.1 典型的压电晶体－石英n§2.2 石英的晶体结构n§2.3 石英的培育n§2.4 石英的坐标选取n§2.5 石英的切割方位14§2.3 石英的培育15§2.3 石英的培育16§2.3 石英的培育17§2.3 石英的培育18§2.3 石英的培育19§2.3 石英的培育n人工制备水晶最成功的方法：水热合成法（水热法或热液生长法）高温高压的条件下，利用水溶液的温度梯 度去溶解在通常条件下不溶于水的物质，并使 之结晶1700oC以上熔融的石英由液相冷却凝固时， 成为石英玻璃，而非石英晶体石英在常温常压下不溶于水，不易采用通常的水溶液法 培养单晶20§2.3 石英的培育石英的溶解度：380oC，1000大气压， 溶解度只有0.16%。

助溶剂NaOH,Na2CO3,K2CO3, Li2CO3等21§2.3 石英的培育石英的溶解度：380oC，1000大气压， 溶解度只有0.16%助溶剂0.5N的NaOH溶液,400oC， 填充度80%，石英的溶解 度为每100g溶液中2.45g22§2.3 石英的培育高压釜的构造耐高压 抗腐蚀 密封性好 便于装卸23§2.3 石英的培育高压釜的构造天然水晶的碎 屑，熔炼的石 英玻璃24§2.3 石英的培育生产中高压釜的安装示意图25§2.3 石英的培育生长水晶的典型条件：溶解区：400oC 生长区：360oC 温度差：40oC 釜内填充度：80% 助溶剂：1克当量浓度的NaOH 挡板开孔度：5% 压强：1500大气压26§2.3 石英的培育温差在50oC以上，就会出现杂晶，一般温差在10-45oC之间27§2.3 石英的培育充填度： 高压釜放入籽晶、原料后，装 入溶液，溶液体积对高压釜自由空 间的比值高压釜体积除去籽晶 、原料、晶架、隔板等物体所占体 积后所剩下的体积）28§2.3 石英的培育29§2.3 石英的培育30§2.3 石英的培育31第二章：压电晶体n§2.1 典型的压电晶体－石英n§2.2 石英的晶体结构n§2.3 石英的培育n§2.4 石英的坐标选取n§2.5 石英的切割方位32§2.4 石英 的坐标选取33§2.4 石英的坐标选取34§2.4 石英的 坐标选取水晶的常用切割方位 及代号示意（图示为右旋晶体）35第二章：压电晶体n§2.1 典型的压电晶体－石英n§2.2 石英的晶体结构n§2.3 石英的培育n§2.4 石英的坐标选取n§2.5 石英的切割方位36§2.5 石英的切割方位石英晶片 切割取向 及符号37§2.5 石英的切割方位石英晶片 切割取向 及符号38§2.5 石英的切割方位(x, y, l) jl:长度轴w:宽度轴t:厚度轴j：旋转角度厚度方向长度方向旋转轴39§2.5 石英的切割方位(x, y, l) jj：旋转角度厚度方向长度方向旋转轴(x, y)切40§2.5 石英的切割方位(y,z,w)j 切，正向旋转(x,y,t)j 切，逆向旋转41§2.5 石英的切割方位石英部分切型的频率－温度特性曲线42§2.5 石英的切割方位43。