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一、压电水晶成分

压电石英又称压电水晶。晶体石英是指成分较纯、透明的石英晶体，亦称水晶。一般无色透明，若含微最色素离子，如Fe、Ti或因原子排列状态差异，则可呈紫、黄、烟、茶、浅红、淡绿等色。晶体石英化学成分为SiO2。

一般能用于电子工业制造石英钟、谐振器、振荡器、高频振荡器、滤波器等压电石英片。

压电石英晶体介绍

压电石英（piezoquartz）又称“压电水晶”。指具有压电效应的水晶单晶。作为压电石英工业原料的晶体中，不允许有道芬双晶、巴西双晶、节瘤、裂隙、绵、包裹体（固体、气体、液体）等影响压电效应的缺陷存在。用这种单晶片制成高精度、高比值的压电石英元件（如谐振器、滤波器等），具有最高的频率稳定性，是现代国防、电子工业中的重要部件。具有工业价值的压电石英单晶，为无色透明、不含杂质、裂隙等缺陷，并满足一定几何尺寸要求的水晶单晶。

压电石英特性

石英晶体俗称水晶，其化学成分为SiO2，是单晶体中最具有代表性，同时也是应用最广的一种压电晶体，它没有热释电效应，不具有铁电性，熔点为1750℃，密度为2.65×10kg/m，莫氏硬度为7。它的突出优点是性能稳定，介电系数和压电系数的温度稳定性特别好，其压电系数在常温范围内几乎不随温度变化，在20～200℃范围内，温度每升高1℃，压电系数d11仅减少0.016%。在常压下不同温度时，石英晶体结构是不同的，在温度低于573℃时，是α石英晶体；温度在573～870℃时，是β石英晶体；温度在870～1470℃时是鳞石英；温度达到1470℃就转变成方石英。用于制造压电元器件的主要是α石英晶体。

压电石英压电效应

自然界中有二十多种晶体具有压电效应，其中最具有代表性，应用最广的是石英晶体。石英晶体是二氧化硅的单晶，熔点1750℃，居里点（压电材料开始丧失压电特性时的温度）为573℃。石英晶体的主要性能特点是：压电系数和介电系数的温度性能好，常温下几乎不变；机械强度和品质因数高，刚度大，动态特性好；无热释电性，绝缘性好，重复性好。

二、为什么石英的抗风化能力较强

石英的抗风化能力较强的原因：因为石英硬度高。

石英砂是一种坚硬、耐磨、化学性能稳定的硅酸盐矿物，其主要矿物成分是SiO?，石英砂的颜色多种多样常为乳白色、无色、灰色，硬度为7，性脆，无解理，贝壳状断口。

油脂光泽，密度为2.65g/cm，其化学、热学和机械性能具有明显的异向性，不溶于酸，微溶于KOH溶液，熔点1750℃，具压电性。

石英的用途

石英砂是重要的工业矿物原料，广泛用于玻璃、铸造、陶瓷及耐火材料、冶金、建筑、化工、塑料、橡胶、磨料等工业。

1、玻璃

平板玻璃、浮法玻璃、玻璃制品（玻璃罐、玻璃瓶、玻璃管）、光学玻璃、玻璃纤维、玻璃仪器、导电玻璃、玻璃布及防射线特种玻璃等的主要原料。

2、陶瓷及耐火材料

瓷器的胚料和釉料，窑炉用高硅砖、普通硅砖、碳化硅等的原料。

3、冶金

硅金属、硅铁合金、硅铝合金等的原料或添加剂和熔剂。

4、建筑

混凝土、胶凝材料、筑路材料、人造大理石、水泥物理性能检验材料（即水泥标准砂）等。

5、化工

硅化合物和水玻璃等的原料，硫酸塔的填充物，无定形二氧化硅微粉等。

6、机械

铸造型砂的主要原料，研磨材料（喷砂、硬研磨纸、砂纸、砂布等）。

7、电子

高纯度金属硅、通讯用光纤，晶振，压电水晶等。

8、橡胶和塑料

填料（可提高耐磨性）。

9、涂料

填料（可提高涂料的耐候性）。

10、航空航天

其内在分子链结构，晶体形状和晶格变化规律，使其具有的耐高温、热膨胀系数小、高度绝缘、耐腐蚀、压电效应，谐振以及其独特的光学特性。

11、珠宝

石英其实也是水晶的矿物名称，具有相同的化学组成，不同的是宝石级水晶是可作为宝石的材料，可加工而成各种饰品，而多晶体石英岩经过染色后，大部分只能作为玉石类的仿制品，例如：翡翠、岫岩玉、独山玉等，单晶石英也可先经炸裂后经染色仿制碧玺等宝石。

石英晶体的结构和特点

石英晶体，中文名“石英晶体”，英文名“QuartzCrystal”，是一种属于二氧化硅类别的无色透明矿物。具有硬度级别7，密度2.65g/cm3，比重在2.22-2.65之间。石英晶体在钟表、数码电子、工控、数据传输、人工智能、网络基站、远程控制、航空航天等领域广泛应用。

化学成分与晶体结构

石英晶体的化学成分为SiO2，呈现单晶体结构，属于三方晶系的氧化物矿物。广义的石英包括低温石英（α-石英）和高温石英（β-石英）。低温石英常呈带尖顶的六方柱状晶体，具有横纹，尖顶实际上是由两个菱面体单形形成的。在不同温度下，石英晶体的结构也随之改变，温度低于573℃时为α石英晶体，573℃到870℃时为β石英晶体，熔点高达1750℃。

物理特性与应用

石英晶体的特点是无色透明，玻璃光泽，贝壳状断口上具有油脂光泽，且无解理。其压电性能使其在电子材料领域大放异彩。石英晶体的压电效应使其在几百摄氏度范围内具有稳定的介电常数和压电系数，同时具备卓越的机械强度和稳定性。在制造石英晶体谐振器、振荡器和滤波器等方面，石英晶体都展现出优越的性能，为稳频和选频提供了卓越的解决方案。

在自然中的分布与巴西的水晶之美

作为最重要的造岩矿物之一，石英晶体在火成岩、沉积岩、变质岩中广泛分布。巴西作为世界著名的水晶产地，曾发现直径2.5米、高5米、重达40余吨的巨大水晶晶体，展示了石英晶体在自然中的壮丽之美。

电子材料与压电效应

石英晶体不仅是良好的绝缘材料，还具有压电效应。通过机械应力作用，石英晶片可产生与应力成正比的电场或电荷，这种正压电效应为电子设备提供了重要支持。反之，石英晶片受电场作用时将产生与电场成正比的应变，这种逆压电效应同样重要。这两种效应合称为压电效应，使得石英晶体在电子工程领域发挥着关键作用。

美轮美奂的饰品材质

除了在科技领域的应用，石英晶体在饰品制作方面也备受追捧。含有不同矿物质的石英晶体呈现出多彩的色彩，为珠宝首饰增添了独特的魅力。

石英晶体以其无色透明、压电性能等特点，在科技和自然之间展现了美妙的融合。无论是高科技应用还是璀璨的饰品制作，石英晶体都以其独特的魅力成为人们追逐的焦点。

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