复合压电晶片材料的参数值

对于压电晶片材料的性能，我们有以下四个方面的考虑：压电晶片材料是弹性体，它在力学效应上服从胡克定律，即应力τ和应变e之间服从弹性关系：τ=ce或e=sτ式中c为弹性模量，又称弹性刚度常数或弹性劲度常数，表示物体产生单位应变所需的力；s为弹性顺从系数，又称弹性柔顺常数，表示材料的应力与应变之间的关系并且s=1/c

上述关系式的物理意义是：在弹性限度内，弹性体的应力与应变成正比。

水晶

水晶的英文名称为Rock-crystal，是根据希腊文Krystallos演变而来的，其含义为“洁白的冰”，形象地刻画了水晶清亮、透彻的

外观

。

水晶是透明度高，

晶形

完好的

石英晶体

。水晶属于石英庞大“家族”中显晶质

一类

。

化学成分

为

二氧化硅

，化学分子式为SiO2，可含有微量的铁、锰、镁、铝、钛等

杂质

。属

三方晶系

。晶体是六方柱和

菱面体

或

六方双锥

的

聚形

，柱面有横向晶纹，

集合体

常为

晶簇

，水晶多为无色透明，含杂质者可呈紫、黄、粉红、褐、灰、黑等颜色。透明度好，

晶面

玻璃光泽

，

断口

油脂光泽

。

折光率

1544-1533，

双折射率

0008，色散0013。

紫色水晶

有

二色性

。

硬度

7，密度266g/cm3。贝壳状断口。具有

压电性

。

根据颜色、

包裹体

及

工艺

特性可分为：水晶、紫晶、

黄水晶

、烟晶、

蔷薇水晶

、

黑晶

、

发晶

及

鬃晶

、

水胆水晶

、

星光

水晶、猫眼水晶和砂晶等。

水晶和相似

宝石

、人工合成水晶的

区别

。市场上常见的水晶

品种

有

天然水晶

、人工

改色水晶

、人工合成水晶。与水晶相似的宝石有：黄玉、碧玺、

绿柱石

和

锂辉石

。天然水晶有无色水晶、

黄晶

、紫晶、烟晶等。人工改色水晶有

蓝色水晶

、桔**水晶、紫色水晶。人工合成水晶有无色水晶、紫色水晶。由于它们的生成条件基本相同，所以不好区别。与相似宝石的区别主要从密度方面：黄玉359g/cm3，碧玺306g/cm3，锂辉石318g/cm3，绿柱石28g/cm3，水晶266g/cm3，将它们放入三溴甲烷（295g/cm3）中，水晶和绿柱石漂浮，黄玉、碧玺、锂辉石下沉。天然无色水晶晶莹透明，晶体内含气液

包体

，

气泡

内壁

不平整，

光泽

柔和，纯洁度一般，密度较小。天然紫晶颜色不均匀，呈不规则片状分布，也含有气液包体。人工改色水晶颜色均匀，晶体内见不到不规则片状色团。人工合成水晶的

特点

与天然水晶基本相同，

合成水晶

颜色均一，晶体中心有片状子晶晶核，颜色均一，硬度和密度均较小。

非中心对称晶体，在机械力作用下，产生形变，使带电质点发生相对位移，从而在晶体表面出现正、负束缚电荷，这样的晶体称为压电晶体。压电晶体极轴两端产生电势差的性质称为压电性。

禁带宽度：112, 066, 142, 344 6H- SiC:3, 4H- SiC:325, 3C-SiC:23 (eV)

电子迁移率: 1350, 3800, 8000, 2000，3000左右 (cm^2/(V·s))

这些都是水晶性质的一部分。下面是解释

1压电性：水晶晶体受到压力时会产生电荷；反之，受到电压作用时，晶体会产生频率很高的振动。水晶具有可使压力与电荷相互转移的性能，称压电性。

2睡觉条形色：无色。矿物粉末的颜色叫条痕。它可以消除假色，减弱他色，保留自色，是比矿物的颜色更为可靠的鉴定特征之一。

3透明标准：水晶透明度与透过它的光的质与量有关。光线透明过厚度为1厘米以上的水晶碎片或薄片时，可以清晰地看到映出的图像。如果底像不够清楚，仅见轮廓，那便是半透明。

4水晶光泽：玻璃光泽。断口处为油脂光泽。光泽，指宝石表面对光线反射的一种光学性质。水晶既不像星光蓝宝石和星光宝石那样反射出绮丽的星光形条纹，又不像月光石那样发出淡蓝色波形光彩，更不像乘欧泊石那样闪烁着五颜六色。观察水晶的光泽，可用手握着它，以灯光或窗户投进来的光线看表面反射，透明水晶亮度与光泽强弱有关。

5水晶折射率：1544－1553，几乎不超出此范围。——折射率，是当光由空气中透入宝石晶体，并产生折射现象，其入射角正弦与折射角正弦之比值。

6水晶重折射率：0009（最大），此值非常稳定。

7水晶光性特征：一轴晶正光性。

8水晶色散：0013。——色散是说宝石的折射率随照明光的不同而有一定的变化。例如钻石对红光折射为2405；对绿光为2427；紫光为2449。

9熔点：水晶熔点为1713℃。——其受热易碎的特性，是在实验时发现的。将水晶放在喷焰器的烈焰燃烤，除非有很好的保护，且慢慢冷却，否则晶体容易碎裂。这一脾性，古人已摸透。

10断口：贝壳状。——断口也叫破口。它是指矿物被打击后产生不规则的破裂，破裂裂面凹凸不平称为断口。根据断口的形状可分为贝壳状和锯齿状。

在32个晶体点群（见晶体的对称性）中有11个具有对称中心；有对称中心的晶体压电张量的所有分量均等于零，它们都不是压电体。属于点群432的晶体虽无对称中心，但其对称性较高，也没有压电性。压电晶体只可能属20个点群（见下表）： 介电晶类（32种）　　不具有对称中心的晶类

（21种）

其中压电晶类（20种） 极性晶类（热释电晶类）

（10种） 1，2，3，4，6，m，mm2，4mm，

3m，6mm 非极性晶类（11种）222，-4，422，-42m，32，-6，622，

-6m2，23，-43m

432（不具有压电性） 具有对称中心的晶类（11种）-1，2/m，mmm，4/m，4/mmm，

-3，-3m，6/m，6/mmm，m3m，m3

具有闪锌矿结构的ZnS属于点群嬄3m，其压电张量只有一个非零独立分量d14=d25=d36。属于点群1的晶体的压电张量可以有18个非零独立分量。

e和d不是互相独立的，它们的分量通过晶体的弹性系数联系起来,由热力学理论可以得出其间的关系式。压电张量分量的数值与坐标系相对于晶轴的方向有关。50年代以后国际上通用 IRE标准规定的直角坐标系。当压电体的应变较大时，压电效应出现非线性。