पीजोइलेक्ट्रिक क्वार्ट्ज क्रिस्टल का बुनियादी ज्ञान

पीजोइलेक्ट्रिक क्वार्ट्ज क्रिस्टल का बुनियादी ज्ञान
 

1. रासायनिक और भौतिक विशेषताएं

(1) क्रिस्टल SiO2 की संरचना, वायुमंडलीय दबाव के तहत अलग-अलग तापमान पर, क्वार्ट्ज क्रिस्टल की संरचना अलग होती है, तापमान T <573 ℃ α क्वार्ट्ज क्रिस्टल, जब 573 ℃ <टी <870 ℃ β क्वार्ट्ज क्रिस्टल, गलनांक 1750 ℃ ​​है , हम आमतौर पर कहते हैं कि पीजोइलेक्ट्रिक क्वार्ट्ज क्रिस्टल α क्वार्ट्ज क्रिस्टल को संदर्भित करता है।

(2) पीजोइलेक्ट्रिक विशेषताओं के साथ:
पीजोइलेक्ट्रिक प्रभाव:
कुछ मीडिया बाहरी यांत्रिक क्रिया (जैसे संपीड़न, खिंचाव आदि) के कारण और इसके आंतरिक ध्रुवीकरण में, सतह चार्ज की घटना को पीजोइलेक्ट्रिक प्रभाव कहा जाता है।
उलटा पीजोइलेक्ट्रिक प्रभाव:
बाहरी विद्युत क्षेत्र में रखा कुछ मीडिया, विद्युत क्षेत्र की क्रिया के कारण, माध्यम के अंदर सकारात्मक और नकारात्मक चार्ज के केंद्र के विस्थापन का कारण बनता है, जिसके परिणामस्वरूप माध्यम की विकृति होती है, इस प्रभाव को उलटा पीजोइलेक्ट्रिक प्रभाव कहा जाता है .
जब एक्स (या वाई) अक्ष के साथ बल क्वार्ट्ज क्रिस्टल पर कार्य करता है, तो पीजोइलेक्ट्रिक प्रभाव एक्स दिशा में होता है, जबकि वाई और जेड दिशाएं नहीं होती हैं।X अक्ष को विद्युत अक्ष कहा जाता है, और Y अक्ष को यांत्रिक अक्ष कहा जाता है।

(3) अनिसोट्रॉपी के साथ: क्वार्ट्ज क्रिस्टल एक प्रकार का अच्छा इन्सुलेशन है, कमरे के तापमान के पास, Z अक्ष के साथ तापीय चालकता Z अक्ष दिशा के लंबवत है, बाईं और दाईं ओर 2 गुना, Z अक्ष दिशा के साथ a3 लगभग रैखिक विस्तार Z अक्ष के लंबवत दिशा के साथ रैखिक विस्तार गुणांक का गुणांक a1 1/2, एप्सिलॉन का ढांकता हुआ गुणांक, पीजोइलेक्ट्रिक गुणांक d, आदि। इसके मान दिशा के साथ भिन्न होते हैं, विभिन्न तापमानों पर, तापीय चालकता K और विस्तार के मान गुणांक ए भी अलग हैं।

(4) पीजो क्वार्ट्ज एकल क्रिस्टल का अत्यधिक सममित आकार है, परमाणुओं की व्यवस्था की विशेषता है और अणुओं में अच्छी तरह से विकसित क्वार्ट्ज क्रिस्टल होते हैं, उपस्थिति सबसे महत्वपूर्ण विशेषताएं नियम विन्यास है, क्रिस्टल क्वार्ट्ज क्रिस्टल क्रिस्टल कुल 30 का सामना करता है , 6 मीटर (बेलनाकार), छह आर सतह (बड़े सतह किनारों) छह आर सतह (सतह) किनारों छह एस सतह (तीन-तरफा आंशिक शंकु), छह एक्स विमान (त्रिपक्षीय आंशिक विमान), क्लिप आसन्न एम विमान का कोण है 60°, आसन्न M तल और R तल और आसन्न M तल और R तल के बीच का कोण 38°13' है, और आसन्न S तल और X तल के बीच का कोण 25°57' है।
क्वार्ट्ज क्रिस्टल में समरूपता C का एक घन अक्ष और तीन अक्ष A, B और D हैं जो एक दूसरे के 120° हैं।क्वार्ट्ज क्रिस्टल के भौतिक गुणों पर चर्चा करते समय, आयताकार समन्वय प्रणाली को अपनाना अधिक सुविधाजनक होता है जैसा कि निम्नलिखित आकृति में दिखाया गया है।अक्ष C z अक्ष है, अक्ष A (या B, D) X अक्ष है, और अक्ष Y X अक्ष और Z अक्ष के लंबवत है।अभिविन्यास 1949 के आईआरई मानक के अनुसार निर्धारित किया जाता है, और दाएं हाथ के कार्टेशियन समन्वय प्रणाली को दाएं हाथ और दाएं हाथ के रोटेशन क्रिस्टल दोनों के लिए अपनाया जाता है।
जैसा कि चित्र में दिखाया गया है: ए, बी, सी और डी क्रिस्टल समन्वय प्रणाली हैं
X, Y और Z आयताकार निर्देशांक हैं

(5) बायरफ्रींग के साथ:
लेकिन जब z-अक्ष की दिशा में प्रकाश द्विभाजित नहीं होता है, इसलिए इसे z-अक्ष को प्रकाशिक अक्ष भी कहा जाता है।

क्वार्ट्ज क्रिस्टल का घनत्व ρ = 2.65 ग्राम / सेमी 2, कठोरता मोहस कठोरता 7, कमरे के तापमान और दबाव पर ट्राइसिड (एचसीएल, एच 2 एसओ 4, एचएनओ 3) में अघुलनशील है, पदार्थों की बहुत छोटी घुलनशीलता से संबंधित है, लेकिन हाइड्रोफ्लोरिक एसिड और अमोनियम हाइड्रोजन फ्लोराइड क्वार्ट्ज क्रिस्टल का एक अच्छा समाधान है, इसकी रासायनिक प्रतिक्रिया समीकरण
SiO2 hf + 4 = SiF4 + 2 h2o (3 + 3 h2o SiF4 = H2SiO3 h2sif6 + 2)
SiO2+4HF+2NH4F= (NH4) 2SiF6+2H2O
इसके गुणों का उपयोग क्वार्ट्ज चिप जंग के लिए किया जाता है।


2. क्वार्ट्ज वेफर काटने का प्रकार

क्रिस्टल समन्वय अक्ष के एक निश्चित अभिविन्यास के लिए क्वार्ट्ज वेफर को काटने को क्वार्ट्ज वेफर का काटने का पैटर्न कहा जाता है।क्वार्ट्ज क्रिस्टल की अनिसोट्रॉपी के कारण, क्वार्ट्ज स्लाइस के विद्युत और थर्मल गुण उनके विभिन्न लोचदार गुणों, पीजोइलेक्ट्रिक गुणों और तापमान गुणों के कारण भिन्न होते हैं।

क्वार्ट्ज क्रिस्टल के कट प्रतीक को व्यक्त करने के दो तरीके हैं, एक आईआरई मानक द्वारा निर्धारित प्रतीक प्रतिनिधित्व है, दूसरा कस्टम प्रतीक प्रतिनिधित्व क्वार्ट्ज क्रिस्टल के लिए विशिष्ट है।आईआरई (अक्षरों और कोण के एक सेट के साथ प्रतीक (XYZlWt) द्वारा निर्धारित कट प्रकार, XYZ तीन अक्षरों के साथ मूल स्थान की धुरी के साथ चिप मोटाई और लंबाई का प्रतिनिधित्व करने के लिए कहा जाता है, टी (मोटाई), एल (लंबाई के साथ) ), डब्ल्यू (चौड़ाई) घूर्णन दिशा का प्रतिनिधित्व करने के लिए, कोण वामावर्त ने कहा प्लस और माइनस साइन दक्षिणावर्त कहा।
उदाहरण: (Yxl) 35° मूल वेफर कोण: Y दिशा
मूल वेफर लंबाई: एक्स दिशा
(XYtl) 5°/-50° मोटाई T (X अक्ष) 5° वामावर्त रोटेशन, और फिर लंबाई L (Y अक्ष) 50° दक्षिणावर्त रोटेशन के आसपास, क्वार्ट्ज चिप काटने वाला azimuth है।
क्वार्ट्ज क्रिस्टल के अधिकांश प्रथागत प्रतीकों को दो अंग्रेजी बड़े अक्षरों द्वारा दर्शाया गया है।उदाहरण के लिए, 35° कट प्रकार (YXl) के प्रथागत प्रतीकों को AT द्वारा दर्शाया जाता है, और 5°/-50° (XYtl) को NT द्वारा दर्शाया जाता है।