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石英谐振器【1】

石英晶体的压电效应于19世纪80年代首先被法国科学家发现。20世纪30年代初,石英技术开始应用到钟表计时上,但石英在钟表中广泛应用却是在20世纪60年代石英振子被小型化以后。随着石英电子钟表不断向薄型小型化和中高档产品发展,对石英晶体和石英谐振器的小型化还在不断地开拓、创新。
手表维修
手表维修:石英晶体是无水二氧化硅的结晶体,密度为2.65g/cm3。天然石英晶体是六棱锥体,它属于三方晶系,没有对称中心。它的外部由五种类型的面所组成。这五种类型的面分别称为R、r、S、X和m,每种都有6个,因此,天然石英晶体共有30个晶面。
手表维修:R面叫大菱面,r面叫小菱面。3个R面和3个r面组成两端的六面棱锥。还有三方双锥面S和三方偏方面X,它们都分布在大菱面R的附近。根据它们分布的位置,石英晶体可分为右旋石英和左旋石英。
在讨论石英晶体的物理性质时,为了研究问题的方便,通常采用直角坐标系,通过晶体两顶端并与晶体横截面垂直的轴线为Z轴,与Z轴垂直,并与晶体柱面m垂直的轴线为Y轴。通过柱面m的交线,与Z轴和Y轴垂直的轴线为X轴,X轴具有压电效应,所以X轴又称电轴;Y轴在晶体受力时产生的机械变形最大,所以又称为机械轴;Z轴在光线通过时不产生双折射现象,因而轴又称光轴。
手表维修:如上节所述,在不同的方向,石英晶体具有不同的物理特性,其中最重要的就是压电效应,压电效应分为正压电效应和逆压电效应,正压电效应:当石英晶体受到一定方向上的力的作用时,它的某些表面上出现电荷。逆压电效应:当石英晶体受到电场的作用时,它的某些方向出现形变,石英晶体正压电效应实际上是由机械能变化引起电能变化;逆压电效应是由电能变化引起机械能变化。
手表维修:实际上,我们若给“XY”切型石英晶片在X方向施加压力,或在Y方向施加拉力,则在垂直于X轴的两个晶片表面上将产生电荷,若对石英晶片在X方向施加相反的拉力,或在Y方向施加相反的压力,则在垂直于X轴的两个晶体表面上出现与上述情况方向相反的电荷。

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