石英矿物及其工业应用

工业矿物与岩石课程作业石英矿物及其工业应用

硅质合金（硅铁、硅锰、硅铬）和作熔剂。质纯的可制结晶硅。结晶硅是生产单晶硅的主要原料，又可制硅铝和有机硅。

2）玻璃工业：是制造玻璃的主要原料。可制造各种平板玻璃、夹丝玻璃、压花玻璃、空心玻璃、泡沫玻璃、玻璃砖、各类包装瓶罐，玻璃器皿如：啤酒瓶、玻璃杯、保温瓶及装饰品，可以制造光学玻璃，玻璃仪器，玻璃纤维，导电玻璃，玻璃不及防射线特种玻璃。也可做成耐火砖作玻璃熔窑的窑衬。

3）建筑工业：可作重要的建筑基石。碎石可作道路充填石及铁路道砟。砂与沥青混合可铺路，石英还可作硅酸盐水泥的校正材料。也可作沙子水泥配料，加气混凝土，普通制品等。

4）化学工业：硅石可制作各种硅化物和硅酸盐及硝酸盐，质佳者可作耐酸性的硫酸塔中的充填物。也可制造水玻璃、硅胶、干燥剂，石油精炼催化剂。制造外墙涂料，马路画线漆等。

5）研磨业：石英岩和石英砂岩可制作磨石、油石、砂纸及碳酸硅等研磨材料；石英砂也多用来锯石料、磨光玻璃、磨金属制品及石器制品的表面，石英也用于琢磨珠宝。

6）其它工业：可作搪瓷和陶瓷原料。质纯者广泛用于无线电工业、超声波技术及现代国防和尖端技术，纯的石英岩具有旋光性和透过紫外线性能，可制造各种光学仪器和医疗用的石英灯等，也是制造金刚砂（碳化硅）的基本原料。细石英砂可作过滤用。

石英砂岩，主要成份为石英，密度为每平方厘米2.65克，莫氏硬度为7，结晶属于六万晶体系，外观成白色、青灰色、灰白色等。主要用于玻璃制品，铸造工业，冶金工业，陶瓷铀面，耐火材料，水泥工业，化学工业等。石英粉的用途：用于玻璃行业可制造各种平板玻璃、夹丝玻璃、压花玻璃、空心玻璃、泡沫玻璃、玻璃砖、各类包装瓶罐，玻璃器皿如：啤酒瓶、玻璃杯、保温瓶及装饰品，可以制造光学玻璃，玻璃仪器，玻璃纤维，导电玻璃，玻璃不及防射线特种玻璃。铸造行业用于造型用沙。冶金行业可作冶炼添加剂，熔剂及各种硅铁合金。耐火材料行业可作窑用高温砖，普通砖及耐火材料等。水泥行业可作沙子水泥配料，加气混凝土，普通制品等。化学工业可制造水玻璃、硅胶、干燥剂，石油精炼催化剂。制造外墙涂料，马路画线漆等。

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。应用领域用途玻璃平板玻璃、浮法玻璃、玻璃制品（玻璃罐、玻璃瓶、玻璃管等）、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、普通硅砖以及碳化硅等的原料冶金硅金属、硅铁合金和硅铝合金等的原料或添加剂、熔剂建筑混凝土、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。

石英砂（粉）系列粉体材料是以高纯结晶硅石为原料，经水洗或酸洗研磨干燥分级而成

石英在建陶产品中的作用

1.石英在瓷砖中是重要的瘠性原料，它的引入可以减低制品坯体的干燥收缩率与变形缺陷，有助于加速干燥过程，节约工艺流程时间。

2，石英在高温时发生多晶型转化并产生体积膨胀，可以部分减少坯体烧成时产生的收缩，减弱由于烧成收缩过大而造成的应力，从而改善制品烧成性能。

3.石英在烧成的过程中，一部分溶解于长石玻璃液中，可以提高玻璃液的粘度，多余的石英则构成坯体的骨架。这样不仅使坯体具有了在高温下抵抗变形的能力，而且能增加产品的实物强度。

作为瘠性原料的熟料

熟料系将部分天然矿物原料预先进行高温煅烧，使其减少收缩，增加强度，部分改变其物理化学性能，改善与提高工艺性能。如高岭土系列原料经过高温煅烧可以生成莫来石晶体；滑石类原料煅烧可形成堇青石晶体物质；部分粘土原料煅烧成熟料后由于过多的有机杂质在烧成过程中排除出大量气体，消除了隐患，从而有效保证了加快新型低温快烧烧成工艺的速率，对于提高产品质量与烧成高效率具有重要的意义。粘土原料加工成熟料后，其内部和含有的结晶水与有机物得到排除从而失去可塑性并发生了体积收缩，在进行配方计算时，其化学组成相当于从原始组成中除去灼烧减量。

现在许多建陶企业采取将烧成后的瓷砖废品磨碎后，再按一定的比例加入坯料内，同样可以取得瘠化作用。这种方法既不影响制品的化学组成，又是一种经济合理的方法。不过其添加量应以各企业工艺流程具体情况而定，必须考虑到废坯加入的比例及坯料对可塑性的要求。在生产彩釉瓷砖的企业，废品上的釉料由于液相特殊的化学成分会导致坯体烧结性能不稳定，故需在配料时予以注意。目前瓷砖配料中素烧废坯引入量可控制在5％-15％之

间的范围。总之，瘠性原料在瓷砖生产工艺中占有很重要的位置，不可不予重视。

国外熟料研究状况

目前欧洲及日本一些建陶企业出于环境保护及节约地球优质原料的目的，已经把地质劣质原料的充分开发利用及城市垃圾、建筑废弃物的综合利用纳入陶瓷制品生产领域，其中许多劣质原料与废弃物经过高温煅烧，将有机物与有害杂质排除后成为可以使用的熟料，再作为瘠料加人到坯料配方中。目前随着高温快速烧成工艺科技含量的不断提高，烧成温度大幅度降低，因之可选用的瘠性原料范围有扩大的趋势。发达国家正是在此背景下加快了新型瘠性原料的开发利用的步伐，并且取得较大的效果。

石英矿石经过加工后，采用国内先进的生产工艺，其中包括石碾水冼，为国内众多客户提供极其适合的产品及服务。应用领域涵盖水处理滤料，道路标线涂料，道路标线油漆，体育场草坪用砂，足球场用砂，高尔夫球场用砂，防腐除锈喷砂，保温材料，精密铸造用砂，玻璃陶瓷等行业。滤料系列适应于各种过滤器、离子交换器和无阀滤池、虹吸滤池、移动式供水设备及微滤、超滤、反渗透、海水淡化等。可广泛应用于自来水公司、电力、石油、钢铁、化工、造纸、制药、制酒、饮料、矿泉水、纯净水、除盐水、除铁除锰、游泳池、工业废水等行业。

石英砂的用途一：二氧化硅含量在98.5%以上的称石英石，二氧化硅含量在98.5%以下的称硅石。

石英砂的用途二：石英石经破碎后称石英砂，石英砂分精制、半精制、普通。

石英砂的用途三：特性：石英硬度为7，比重2.65，颜色呈乳白色、淡黄、褐色及灰色，石英有较高的耐火性能，熔点为1730摄氏度。

石英砂的其他用途：耐火材料，铸造，

1: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），清砂、除锈、去除氧化皮处理

2:电子高纯度金属硅、通讯用光纤等

3:橡胶、塑料填料（可提高耐磨性）

4: 涂料填料（可提高涂料的耐候性）

应用于铸造、锻造、机械、冶金、热处理、钢结构、网架结构、集装箱、船舶、修造、桥梁、矿山、等领域的清砂、除锈、强化、成形、消除应力及各种型材的表面清理和涂装、电镀前的粗糙度（拉毛）预处理、石材切割、磁丸铸造、作为重型混凝土及高炉耐火材料的添加剂，以增加其耐磨性，耐高温性，抗冲刷性、静电屏蔽、防辐射、油井的过滤罐、配重等等

5:花岗岩、大理石表面处理

采用优质的石英砂为原料专门为体育运动场馆设计生产的草坪专用产品，具有硬度高、比重大、粒度均匀、棱角小、颜色自然等特点，对人造草坪损伤小、形成保护草毛的作用，使草坪更为耐用。得到了国内多家大专院校体育场馆的应用，石英砂是现代田径场、足球场、高尔夫球场等人造场地配套使用的理想材料

石英砂的用途五、二氧化硅作为硅原料的核心原料在硅原料的生产与供应中起者不可替代的重要基础作用。它所具有的独特的物理、化学特性，使得其在航空、航天、电子、机械以及当今飞速发展的IT产业中占有举足轻重的地位，特别是其内在分子链结构、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、谐振效应以及其独特的光学特性，使得其在许多高科技产品中发挥着越来越重要的作用，如，IT行业的核心技术产品--计算机芯片，光导纤维，电子产业的谐振器，新型电光源，高绝缘的封接材料，航空航天仪器，军工技术产品，特种光学玻璃，化学分析仪器等等，都离不开这些基础原料。

公司主要产品有：熔融石英块、熔融石英沙、熔融石英粉、硅微粉、石英沙、石英粉等。这些产品主要应用于光学玻璃、电子、半导体、化学及高档耐火材料等领域。硅粉在微电子、精细化工、航空等领域用途越来越广，特别是在微电子封装、可擦写光盘、高级陶瓷、磁性材料的高科技领域更是必不可少的。本公司将坚定执着地以上乘的质量、低廉的价格满足客户的需要。衷心欢迎国内外新老朋友前来参观指导、洽谈工作，让我们在互惠互利的贸易中建立起相互间的信赖和友谊。主要产品及参数：1、精制石英砂、粉: 是用优质石英经挑选，粗细破碎，酸处理、水洗、烘干、整形分筛、磁选等一系列工艺加工而成，主要成份：SiO2≥ 99.5-99.9%，Fe2O3≤0.01-0.05%。外观为白色结晶状，年产量20000吨。粒度范围：2-200目，（10-0.0075mm ）可按用户要求粒度生产。

主要用途：生产熔炼石英，精密铸造，砂轮磨料，高级玻璃制品，耐火材料等. 2、熔炼石英块、砂、粉：用精制石英砂高温熔炼后，急冷却后再破碎、人工分级而成的块状，主要成份：SiO2≥99.9-99.98%、Fe2O3≤0.002%，一级品外观为无色透明，少部分伴有透明雾状，并可按用户要求粒度加工成各种规格的砂、粉，年产量8000吨粒度范围：10-1mm、1-0.5mm、0.5-0.2mm ,0.2-0.1mm ，现采用先进加工工艺和处理设备，经过物料对撞破碎机、磁选机、整形机、筛选机、气流粉碎机、振动磨，分级机等工艺而加工成各种粒

度的电熔石英砂粉。该产品在加工过程中没有中介杂质混入，基本上保证原有成份不变。粒度可按用户要求生产。

主要用途：用于高级耐火材料和电器电子等行业. 3、高纯石英砂：是采用1-4

级天然水晶石或优质天然石英经过精心挑选，粗破碎，锻烧、细粉碎、酸处理、高纯水清洗、烘干、分筛、磁选等一系列工艺处理生产而成，年产量在600吨。

粒度范围：1-0.5mm,0.5-0.2mm ,0.2-0.01mm、0.01-0.075mm,45um,SiO2≥99.9-99.99%, Fe2O3≤5-100PPM。主要用途：生产耐高温石英玻璃管，高级玻璃制品及电器电子、光纤等行业。 4、结晶硅微粉：优质石英石经粗破碎、酸洗、球磨、纯水处理、烘干、磁选、整形、分筛等工艺加工而成的各种规格的粒度硅微粉，SiO2≥99.5-99.9%，

Fe2O3≤0.008-0.03%具有纯度高，低电导率等特性，年产量6000吨。粒度范围：300目、400目、500目、600目、800目、1000目、1250目等。主要用途：用于普通，高压电器件的绝缘浇注，环氧树脂塑封料电子元件的包封料，耐火材料、化工、硅、橡胶等行业。 5、熔融硅微粉：

该产品是采用优质电熔石英砂，经汽流粉碎机，或振动磨粉碎、分级机加工而成，

SiO2≥99.8%-99.9%，Fe2O3≤0.005-0.01%，具有高纯度，无任何介质污染，膨胀系数小等优良特性。年产量5000吨。粒度范围：325目-3000目，可按用户要求粒度生产。

主要用途：大规模及超大规模集成电路用塑料，环氧浇注料，灌封料、硅橡胶化工高级耐火材料等行业。

石英晶体的简介

【摘要】石英晶体具有压电特性、各向异性、双折射现象等等的化学物理特性，能应用于石英钟、温度计、压力指示器、加速度计等方面，是现代电子技术不可或缺的一部分。关键词：石英晶体、特性、不可或缺 【Abstract】Quartz crystals have piezoelectric properties, anisotropic, double refraction phenomenon and so on the physical and chemical properties, can be applied to the quartz clock, thermometer, pressure indicator, accelerometer, modern electronic technology, is an indispensable part of. 随着时代的发展，科技的进步，技术的创新，越来越多的新产品被人们制造出来。人们运用已知的知识，踏着先人的脚步，不断地创新，不断地前进，以期能够使人们的生活变得越加的便利，质量越加的好。 此次我以石英晶体为例，为各位阐述科技创新的证据。那么何为石英晶体呢？石英是由硅和氧两种元素组成，根据不同用途，将石英晶棒按照特定的晶向切割成晶片，即可制成石英晶体。在常温下不同温度时，石英晶体的结构不同，温度T<573℃时是α石英晶体，当573℃

写出下列矿物的主要鉴定特征

写出下列矿物的主要鉴定特征 1.橄榄石：以其特有的橄榄绿色，粒状、解理性差，具贝壳状断口为特征， 2.普通辉石： 3.普通角闪石：颜色，深绿色到黑绿色，柱状晶形，两组完全柱状解理。与普通辉石的区别主要是角闪石解理夹角为124°或56°、断面为菱形或近菱形。 4.黑云母：以其颜色，褐黑色，绿黑色，与其他云母相区别，以其薄片的弹性和蛭石相区别。 5.白云母：颜色，无色透明，含杂质而显淡灰、浅绿等色，极完全解理，薄片具弹性易与滑石等其他片状矿物相区别。 6.斜长石：与正长石区别主要为颜色，白色或灰白色，产状，如能见到钠长石双晶纹，则可完全确定是斜长石。区别钾长石和斜长石可用染色法。 7.正长石：通常以透明无色或肉红色，具有完好的两组正交或近于正交的解理，硬度加以识别。 8.石英：α石英以其晶形,无解理,贝壳状断口,硬度大为特征。如果呈致密块状时，以其无解理贝壳状断口，具有油脂光泽可与黄玉、白色长石、绿柱石等区别，石英熔点高、化学性质稳定，除HF外，不溶于其他酸。 9.高岭石：致密土状块体易于以手捏碎成粉末，粘舌，加水具可塑性。灼烧后与硝酸钴作用呈Al反应(蓝色)。 10.蒙脱石：土状，加水膨胀并分散为其特征。 11.伊利石：白色，灰色，有时带黄、绿色调，解理完全，硬度、密度小。一般肉眼无法确切鉴定。 12.滑石：低硬度，滑感，片状具极完全解理为其特征。与叶蜡石相似，区别在于用硝酸钴法，滑石灼烧后与硝酸钴作用变为玫瑰色，而叶蜡石则成蓝色。滑石呈碱性(pH约为9)，叶蜡石呈酸性(pH约为6)。 13.方解石：完好的晶形，{01 2}聚片双晶，{10 1}三组完全解理，硬度较小，相对密度较小。加HCl急剧起泡。灼热后的方解石碎块置于石蕊试纸上呈碱性反应。有钙的焰色反应(橘黄色)。 14.白云石：晶面常呈弯曲的马鞍形。与方解石的区别是遇冷盐酸不剧烈起泡，加热后方剧烈起泡，另外双晶纹的方向亦与方解石不同。 15.石墨：黑色，硬度低，相对密度小，有滑感。

石英晶体谐振式传感器

石英晶体谐振式传感器 以石英晶体谐振器作为敏感元件的谐振式传感器。石英晶体谐振器是用石英晶体经过适当切割后制成，当被测参量发生变化时，它的固有振动频率随之改变，用基于压电效应（见压电式传感器）的激励和测量方法就可获得与被测参量成一定关系的频率信号。石英晶体谐振式传感器的精度高，响应速度较快，常用于测量温度和压力。 石英晶体温度-频率传感器早期的石英晶体温度-频率传感器采用具有非线性温度－频率特性的石英晶体谐振器制作。在发现具有线性温度－频率特性的石英晶体切型后，这种温度传感器的谐振器采用LC切型的平凸透镜石英晶体块制成，其直径约为数毫米，凸面曲率半径约为100毫米以上。谐振器封装于充氦气的管壳内,在传感器电路中利用它的压电效应和固有振动频率随温度变化的特性构成热敏振荡器，它的基本谐振频率为28兆赫。电路中另有一个振荡频率为2.8兆赫的基准振荡器,它通过十倍频后输出一个28兆赫的参照频率。两个振荡器的输出经门电路相加送往混频器得到差频输出信号，它是被测温度与基准温度（即基准振荡器的温度）之差与1000赫／℃（温度系数）的乘积，因此该差频输出信号记录了被测温度的变化。由时间选择开关产生不同的时间控制信号作为选通脉冲，以获得不同的分辨率。线性石英晶体－频率传感器可用于热过程流动速度不高、间隔时间较长的各种高精度温度测量的场合以及多路遥控系统、水底探测等方面，还可用它制成高分辨率的直读式数字自动温度计。 石英晶体谐振式压力传感器这种传感器所采用的谐振器是用厚度 切变振动模式AT切型石英晶体制作的。谐振器可制成包括圆片形振子和受力机构的整体式或分离式结构。振子有扁平形、平凸形和双凸形三种，受力机构为环绕圆片的环形或圆筒形。图2是振子和圆筒为整体式结构的谐振器的结构图。振子和圆筒由一整块石英晶体加工而成，谐振器的空腔被抽成真空，振动两侧上各有一对电极。圆筒和端盖严格密封。石英圆筒能有效地传递周围的压力。当电极上加以激励电压时，利用逆压电效应使振子振动，同时电极上又出现交变电荷，通过与外电路相连的电极来补充这种电和机械等幅振荡所需的能量。当石英振子受静态压力作用时，振动频率发生变化，并且与所加压力成线性关系。在此过程中

石英晶体基础知识

石英晶体基础知识 目录 一、石英晶体的基本知识 (2) 1、化学物理特性 (2) 2、石英晶体的振动模式 (3) 3、石英晶片的切型 (5) 二、AT 石英谐振器的特性 (8) 1、频率方程 (8) 2、AT 切石英谐振器的频率温度特性 (8) 三、AT 切石英谐振器的加工制造 (15) 1、X 光定向粘板 (15) 2、石英晶片切割 (16) 3、X 光测角 (17) 4、粘砣，切籽晶及改圆 (17) 5、研磨 (18) 6、滚筒倒边 (18) 7、石英片的腐蚀 (19) 8、镀基膜 (19) 9、石英晶体的装架 (20) 10、微调 (22) 11、真空烘烤和封装 (22) 12、密封性能检查 (23) 13、石英谐振器的老化 (23) 14、石英谐振器的测试 (23)

一、石英晶体的基本知识 1、化学物理特性 ①水晶的成份SiO2，在常压下不同温度时，石英晶体的结构不同，温度T＜573 ℃时α石英晶体，当573℃＜T＜870℃时β石英晶体，熔点是1750℃，我们通常说的压电石英晶体指α石英晶体。 ②具有压电特性： 发现 压电效应： 某些介质由于外界机械作用（如压缩，拉伸等等）而在其内部发生极化， 产生表面电荷的现象叫压电效应。 逆压电效应： 某些介质置于外电场中，由于电场的作用，会引起介质内部正负电荷中 心的位移，导致介质发生形变，这种效应称为逆压电效应。 石英晶体在沿X 轴（或Y 轴）方向的力的作用时，在X 方向产生压电效应，而Y 和Z 方向不产生压电效应，X 轴称为电轴，Y 轴称为机械轴。 ③具有各向异性：石英晶体是一种良好的绝缘材料，导热系数在室温附近，沿Z 轴方向是垂直于Z 轴方向的2 倍左右，沿Z 轴方向的线性膨胀系数a3 约为沿 垂直于Z 轴方向线性膨胀系数a1 的1/2，其介电系数ε，压电系数d 等随方向 的不同其数值也不同，在不同温度，导热系数K 与膨胀系数a 的数值也不同。 ④是外形高度对称的单晶体，其特征是原子和分子有规则的排列发育良好的石英 晶体，外形最显著的特点是晶面有规则的配置，石英晶体的晶面共30 个，六 个m 面（柱面），六个R 面（大棱面）六个r 面（小棱面）六个s 面（三方偏锥面)，六个X 面（三方偏面），相邻M 面的夹角度为60°，相邻M 面和R 面的夹角与相邻M 面和r 面的夹角都等于38°13′，相邻s 面与X 面的夹角 为25°57′。

矿物基本特征与图片

神奇的地球 岩石与矿物 水晶金矿石膏石英 石墨硫磺大理石石灰石 磁铁矿铝铁矿重晶石白云石制作人：603班林怡钧、廖婷钰

目录 目录 (01) 水晶 (02) 金矿 (03) 石膏 (04) 石英 (05) 石墨 (06) 硫磺 (07) 大理石 (08) 石灰石 (09) 磁铁矿 (10) 铝铁矿 (11) 重晶石 (12) 白云母 (13) 资料来源 (14)

水晶Quartz Crystal 晶系：六方晶系 化学成分：SiO2 特性：石英具良好结晶者称为水晶，通常呈六方柱和菱面体所构成的聚形。柱面上常有横纹，质纯者无色透明，玻璃光泽，断口贝壳状，硬度7，比重2.65，含杂质者呈紫、金、茶褐等色。 产状：产于变质岩中，其附近地质为绿泥片岩、石墨片岩、绢云母片岩、绢云母绿泥片岩、石英片岩、结晶石灰岩之互层，其间乳白色之石英脉甚多，水晶即产于横切绿泥片岩石英脉之大小晶洞中。 用途：视同半宝石，可加工为装饰品外，以其光学特性使用于精密光学仪器，如分光光谱仪及光学镜片。另依其电气特性应用于电子通信材料，如石英振荡器等；水晶经电炉熔融所制造之玻璃，膨胀系数小、耐热、耐酸并具有绝缘性，适于加热用机器类之制造装置以及高压水银灯等。 产地：中央山脉东斜面变质岩分布区，屏东县雾台山，南投县集集大山。

金矿Gold 晶系：等轴晶系 化学成分：Au 特性：硬度2.5~3，比重19.3。金属光泽，不透明，颜色及条痕均为黄色。耐酸碱，但溶解于王水，化学性很安定之金属。在空气中永不被氧化，具特别之展延性，亦是电和热的优良导体。 产状：主要产在石英脉中，共生矿物有褐铁矿、黄铁矿、辉锑矿、闪锌矿和砷黄铁矿等，亦散布于石英安山岩、花岗岩、砂岩和砾岩中。用途：国际通货基金，铸造货币、首饰、镶嵌宝石。工业上用于镀金、印刷电路板装配线之接头、制造合金、电器及电子半导体之重要材料。 产地：台北县金瓜石，中央山脉（南湖大山，中央尖山，合欢山，屏风山，玉山，能高山，奇莱山）。

常见矿物基本特征

常见矿物基本特征 一、常见白色矿物 (3) 方解石：CaCO3 (3) 白云石:CaMg[CO3] (4) a-石英：a-SiO2 (5) 斜长石：Na[AlSi3O8]—Ca[Al2Si2O8] 架状硅酸盐 (6) 重晶石:BaSO4 硫酸盐 (8) 二、含铜矿物 (8) 黄铜矿:CuFeS2（原生矿） (8) 辉铜矿:CuS2（次生富集带） (9) 斑铜矿:Cu5FeS4（原生矿） (10) 黝铜矿:Cu5Sb4S13（原生矿） (11) 孔雀石:Cu2CO3（OH）2（氧化带） (12) 蓝铜矿:Cu3[CO3]2（OH）2（氧化带） (12) 铜蓝:CuS（斑铜矿的次生矿物，次生富集带） (13) 胆矾:CuSO4.5H2O（氧化带） (13) 赤铜矿: Cu2O（氧化带）cuprite (14) 赤铜矿-产地分布 (15) 三、含铁矿物 (16) 褐铁矿: FeO(OH).nH2O错误！未指定文件名。 (16) 赤铁矿: Fe2O3 (17) 黄铁矿: FeS2 (18)

菱铁矿: FeCO3 (19) 三、稀有金属矿物 (20) 细晶石 (20) 辉钼矿 (22)

一、常见白色矿物 方解石：CaCO3 【化学组成】 CaO56.03%, CO243.97%，常含Mn和Fe,有时含Sr. 【形态】经常可以见到良好的晶体，常见晶形有六方柱[1010]和菱面体[0112]的聚形、复三方偏三角面体[2131]等，三组解理彼此斜交，其夹角为74055′集合体呈粒状、致密块状、钟乳状、结核状等。 【物理性质】透明无色或白色，有时因含杂质而呈灰、黄、粉红、蓝等色；白色条痕；玻璃光泽；硬度3；解理上常见平行长对角线方向的双晶纹；比重2.715. 无色透明的晶体为贵重光学材料，称为冰洲石（因盛产于冰岛而得名）【成因产状】方解石在自然界分布极广。 在浅海或湖泊中常常沉积形成广大的石灰岩（以方解石为主的沉积岩）层。 地下水可溶蚀石灰岩，也可以重新形成方解石，如石钟乳、石笋、石灰华等。在土壤中活动的地下水在潜水面附近常形成沿一定水平分布的方解释结核，地质工作者习惯称为钙质结核。 在热液活动中常形成含矿或不含矿的方解石脉。在晶洞中，常有良好晶体。 在岩浆作用形成的碳酸盐中，方解石常占80%左右。 此外，方解石还作为碎屑沉积岩的胶结物，基性火成岩蚀变后的矿物等参加到各种岩石中去。由于地下水活动，各种岩石的裂隙中也经常充

压电石英称重传感器及其在动态公路

压电石英称重传感器及其在动态公路 车辆称重系统中的应用 中国运载火箭技术研究院第七○二研究所 刘九卿 【摘 要】本文介绍了以石英晶体为敏感元件的压电石英称重传感器的工作原理、结构与特点；石英晶体的压电效应，压电石英晶体片的并联、串联连接方法，电荷电压计算；石英晶体片的装配要求和装配工艺；石英晶体敏感元件与电阻应变计的性能比较。分析了利用多个石英晶体敏感元件组装的工字梁型动态称重传感器的结构与技术特点及其在动态公路车辆称重系统中的应用。 【关键词】石英晶体 压电效应 称重传感器 电荷放大器 动态称重 轴重秤 一、概述 尽管早在1908年Pierre（皮埃尔）和Jacguse Curie（雅克卡里）就发现了石英晶体的压电效应，但是用于动态力的测量还是20世纪60年代。当时由苏黎世的瑞士联邦技术研究所研制出压电石英测力传感器，并利用它制成风洞天平，对空气动力进行测量。瑞士联邦工学院和德国Aachen大学分别利用石英晶体研制出刚性非常好的三分量测力传感器，用来测量机床的切削力。 20世纪70年代扩展了压电石英三分量测力系统，用来测量六个分量和计算力作用点的座标；军事工程部门用于测量火箭推力向量（力的大小、方向和位置）；汽车工业部门用于测量轮胎的附着力；生物力学领域用于运动矫形术、整形和姿态控制。 20世纪80年代在汽车制造业中压电石英测力传感器用于测量汽车点火压力，汽车碰撞的冲击力。利用二分量测力传感器同时测量汽车检测平台的垂直力和水平力，将压电石英测力传感器埋在路面下，测量汽车轮胎与路面之间的接触力。 20世纪90年代公路车辆轴载超限越来越严重，已成为世界难题。在公路车辆轴载超载预判，桥梁超载报警和轴载动态称重计量中，迫切需要体积小、高度低、重量轻，刚度大，固有频率高，动态范围广，灵敏度高的动态称重传感器和动态公路车辆称重系统。压电石英晶体敏感元件及其组装的压电石英称重传感器就具备上述特点。瑞士Kistler（奇石乐）公司开发出可以埋在路面下的以石英晶体为敏感元件的工字梁型动态称重传感器，用于公路车辆轴载超载预判，桥梁超载报警，隧道保护和车辆轴载计量，取得了很好的应用效果。这种压电石英称重传感器已在美国、英国、德国、澳大利亚、韩国、日本等许多国家广泛应用。1993年7月在苏黎世的瑞士联邦技术研究所，根据欧

石英晶体应用与可靠性

石英晶体 英 体 应用与可靠性
C Copyright, i ht 1998
? 2003 ? ?,
Arthur Arth rL Lee Technical Director
1
Hong Kong X’tals Limited.

什么是石英晶振？？？
? 生产工程师 生产工程师： – 当你的电子板出现问题，它是第 当你的 子板 现问题 是第 一个被替代的元件！ ? 采购人员： – 是一种很难找到”可靠”供应商的 元件！ ? 研发工程人员： – 一个难以理解的小黑盒！
Hong Kong X’tals Limited
2

什么是石英晶振？
晶振是一个压电元件，即： 能量在电能与机械能状态下每 秒转换百万次
所以，压电元件的規格特性要求不同於其他纯电气或 纯机械的元件 : ?电阻—纯电气 ?螺钉—纯机械
Hong Kong X’tals Limited
3

HC-49U石英晶体的结构
外壳 壳 两面银电极 机械能 Mechanical Energy Stress and Motion 石英晶片（白片） 導电银胶 压力和及运动 压力和及 动
底座
注入干净、 注入干净 干燥的惰性 气体
电能 Electrical Energy Voltage & Current 电压及电流
4
Hong Kong X’tals Limited

石英晶体的(简化)理論模型
L1, , C1 : 机械能—应力及运动 电能—电压及电流
Co : 静电容
RS ( ESR ) : 能量耗损
Rs : (ESR) E R Equivalent i l tS Series i R Resistance it 串联电阻 Co : (Shunt Capacitance) Electrode Capacitance静电容 C1 : (Cm) Motional Capacitance 动态电容
L1 : (Lm) Motional Inductance 动态电感
5
Hong Kong X’tals Limited

压电石英晶体传感器及其在生物医学中的应用研究进展

综述 压电石英晶体传感器及其在生物医学中的应用研究进展* 刘楠综述,高志贤**审校 摘要 目的就压电石英晶体传感器及其生物医学中的应用研究进展作了综述。方法 查阅资料,汇总分析。结 果 从压电石英晶体传感器的基本工作原理、生物敏感膜的制备技术、在生物医学中的应用、存在的问题和展望等各个 方面进行了讨论。结论 虽然压电石英晶体传感器仍存在许多不足,但随着认识的不断深入和关键工艺技术瓶颈的不 断克服,加上与其他先进的科学技术相结合,它必然广泛地应用到生物医学的各个领域中。 关键词 压电石英晶体传感器;石英晶体微天平 中图分类号:Q331 文献标识码:A 文章编号:1001-1889(2005)02-0089-04 The application of PQC sensor in biomedicine LI U Nan,GAO Zhi-Xian (Institute of Hygiene and En viron mental Medicine,Aca dem y o f Military Medical Sciences,Tian jin300050) Abstract Objective Recent research of piezoelectric quartz crystal(PQC)sensor and its applications in bi omedicine were summarized in this review.Methods Consulted data and collected them for analysis.Results Aspects of basic principles,construction of the sensi tive membrane,applications in biomedicine,some problems and future prospects of the PQC sensor were discussed.Conclu sions In spi te of the faults of PQC sensor,it is consequentially widely used in various biomedical fields along with the deep cogni tion, the breakthrou gh of the bottle-neck of the key technology and integrating with other advanced scientific technology. Key w ords Piezoelectric Quartz Crystal(PQC)sensor;Quartz Crystal Microbalance(QCM) 压电生物传感器是一种将高灵敏的压电传感器技术与特异的生物反应结合,通过换能器将生物信号转化为易于定性或定量检测的物理或化学信号的新型生物检测分析方法。压电石英晶体传感器是当今微电子技术、生物医学技术、新材料技术相互结合发展的产物。它设备操作简单、成本低廉,不需要任何标记;而且还具有灵敏度高、特异性好、微型化、响应迅速等特点,代表着现代分析技术的前进方向。在生物医学的各个领域,如:分子生物学、疾病的诊断和治疗、环境污染监测、食品卫生监督等得到了广泛的应用。 1 基本工作原理 1959年,Sauerbrey根据石英晶体在气相中谐振的理论模型,忽略涂覆膜层相对于石英的弹性和密度差异,将晶体谐振近似考虑为理想剪切振动,推导出沉积在PQC上的质量变化与谐振频移之间的方程式[1]: f=-2f02 m/A( q q)-1=-C m[1] f:晶体谐振频率的改变(Hz);f0:基振(Hz); m:质量变化(g);A:压电活性区域或电极上涂覆物表面 *国家自然科学基金(30371218)和国家863青年基金(2004AA649110)资助课题;**通讯作者。 作者单位:军事医学科学院卫生学环境医学研究所(天津 300050) 作者简介:刘楠(1980-),男,河南南阳人,硕士研究生。积(c m2); q:晶体剪切模式; q晶体密度;C:质量感应常数(由所使用的石英晶体类型决定)。 Sauerbrey方程是质量型压电石英晶体传感器的理论基础,从方程中可以看出,压电石英晶体谐振频率的改变与晶体表面质量负载的变化呈负相关。所以有学者又把它称为压电石英微天平(Piezoelec tric Quartz Mi crobalance,PQM)、压电石英晶体微天平(Piezoelectric Quartz C rystal Microbalance,PQC M)或石英晶体微天平(Quartz C rystal Microbalance,QC M)。但是必须认识到,压电传感除了有质量效应外,还存在更多的非质量效应,如密度、应力、粘弹性、电导率、溶胀、表面性状等介质或界面效应[2]。PQC传感器由石英谐振器(探头)、振荡器、信号检测和数据处理系统等组成原理如图1 。 图1 压电石英晶体传感器基本工作原理示意图

石英晶体谐振器应用

石英晶体谐振器应用 石英晶体谐振器的应用利用电信号频率等于石英晶片（或棒）固有频率时晶片因压电效应而产生谐振现象的原理制成的器件。它由石英晶片（或棒）、电极、支架和外壳等构成，在稳频、选频和精密计时等方面有突出的优点，是晶体振荡器和窄带滤波器等的关键元件。 石英晶体谐振器根据其外型结构不同可分为49U、49U/S、49U/S、1、5及柱状晶体等。 49U适用于具有宽阔空间的电子产品如通信设备、电视机、电话机、电子玩具中。 49U/S适用于空间高度受到限制的各类薄型、小型电子设备及产品中。 49U/S·SMD为准表面贴装型产品，适用于各类超薄型、小型电脑及电子设备中。 柱状石英晶体谐振器适用于空间狭小的稳频计时电子产品如计时器、电子钟、计算器等。 UM系列产品主要应用于移动通讯产品中，如BP机、移动手机等。 石英晶体谐振器应用于频率控制和频率选择电路。本指南有助于确保不出现性能不满意、成本不合适及可用性不良等现象。 1、振动模式与频率关系：

基频1～35MHz 3次泛音10～75MHz 5次泛音50～150MHz 7次泛音100～200MHz 9次泛音150～250MHz 2、晶体电阻：对于同一频率，当工作在高次泛音振动时其电阻值将比工作在低次振动时大。 "信号源+电平表"功能由网络分析仪完成 Ri、R0：仪器内阻：一般为50Ω R1--滤波器输入端外接阻抗，阻抗值为匹配阻抗减去50Ω。 R2--滤波器输出端外接阻抗，阻抗值为匹配阻抗减去50Ω。 在滤波器条件的匹配阻抗中有时有并接电容要求，应按上图连接。 3、工作温度范围与温度频差：在提出温度频差时，应考虑设备工作引起的温升容限。当对温度频差要求很高，同时空间和功率都允许的情况下，应考虑恒温工作，恒温晶体振荡器就是为此而设计的。 4、负载电容与频率牵引：在许多应用中，都有用一负载电抗元件来牵引晶体频率的要求，这在锁相环回路及调频应用中非常必要，大多数情况下，这个负

常见矿物鉴定特征6页

常见矿物鉴定特征（描述）【淮之子整理】2010-01-03 标签： 解理 晶系 晶体结构 物理性质 晶形 杂谈 分类：地学知识 二、常见矿物鉴定特征 1.萤石(Fluorite)又称氟石CaF 2 【晶体结构】等轴晶系； 【形态】晶体常呈立方体，其次为八面体，少数有菱形十二面体。集合体呈晶粒状、块状、球粒状，偶尔见土状块体。 【物理性质】颜色多样，有无色、白色、黄色、绿色、蓝色、紫色、紫黑色及黑色，加热时，可退色；玻璃光泽。解理完全。硬度4。 2.石榴石(Garnet) 【晶体结构】等轴晶系。

【形态】常呈完好晶形，菱形十二面体晶面上常有平行四边形长对角线的聚形纹。集合体常为致密粒状或致密块状。 【物理性质】颜色多样；玻璃光泽，断口油脂光泽，无解理，硬度6.5～7.5（小刀刻不动）。 3.石英(Quartz)SiO 2 【晶体结构】三方晶系, : 【形态】常见完好晶形，呈六方柱和菱面体等单形所成之聚形。柱面上常具横纹。有时还出现三方双锥和三方偏方面体。 【物理性质】颜色多种多样，常为无色、乳白色、灰色。因含各种杂质，颜色各异，无解理,贝壳状断口,硬度为7。 4.方解石(Calcite) Ca［CO ］ 3 【晶体结构】三方晶系； 【形态】方解石的集合体形态也是多种多样的。由片状(板状)或纤维状的方解石，呈平行或近似平行的连生体，分别称为层解石和纤维方解石。还有致密块状(石灰岩)，粒状(大理岩)，土状(白垩)，多孔状(石灰华)，钟乳状(石钟乳)和鲕状、豆状、结核状、葡萄状、被膜状及晶簇状等。方解石的晶体形态与形成条件有关。随着形成时温度的降低，其晶形有从板状、钝角菱面体为主的晶形向复三方偏三角面体、六方柱为主及锐角菱面体晶形演化的趋势

石英晶体传感器应用电路设计

东北石油大学 课程设计 2014年7 月15日

任务书 课程传感器课程设计 题目石英晶体传感器应用电路设计 专业测控技术与仪器姓名学号 主要内容： 本设计对利用石英晶体构成温度的传感器的方法做出较深入的研究，结合其他热敏电阻的特点进行详细的比较，并对石英晶体传感器的原理及石英晶体传感器原理做出详细的介绍，并结合单片机实现温度测量系统。 基本要求： 1．分析石英晶体传感器应用电路设计方案； 2．分析设计中各个电路的工作原理； 3．详细说明所选用传感器的基本工作原理、画出应用电路电路图、注明元器件选取参数。 4．设计思路清晰明确，原理分析简单，电路结构完整。 主要参考资料： [1] 曾兴雯、刘乃安、陈建.高频电路原理与分析[M].西安：电子科技大学出版社，2007.37-97. [2] 马洛夫著．翁善臣译.压电谐振传感器[M] .北京：国防工业出版社，1984.47-61. [3] 姚守拙.压电化学与生物传感器[M].湖南：湖南师范大学出版社，1997.39-41. [4] 陈小林，王祝盈，谢中等.石英晶体温度传感器的应用[J].传感器技术，2002(5)：55-57 [5] 谢胜秋，宋国庆.谐振式水晶温度传感器的现状及发展预测[J].传感器技术，2002（2）：1-4 完成期限2014.7.11—2014.7.15 指导教师 专业负责人 2014年7 月10 日

摘要 温度测量是工业生产中的一个重要环节。采用石英晶体作为温度传感器，利用石英晶体对温度的灵敏度高、线性度好等优点，本设计结合其他热敏电阻的特点进行了详细的比较，并介绍了谐振式石英晶体温度传感器的基本原理，给出了用单片机测量温度的基本电路，分析了测量算法，给出了软件流程图。以80C552 单片机为控制核心，实现了石英晶体温度传感器的数字温度计技术。实验结果表明，系统设计合理、工作稳定可靠、温度测量精度高。同时给出了温度测量系统的硬件结构和软件设计。 关键词：石英晶体；温度敏感性；单片机；数字滤波

我国矿产资源的基本特征

我国矿产资源的基本特征 一、种类多，资源总量丰富 我国幅员辽阔，地质条件复杂，矿藏资源丰富。到目前为止已发现的矿藏已达160余种，世界上已发现的矿种我们基本上都有，我国是世界上矿种比较齐全、配套程度较高，储量也很丰富的少数国家之一。在已发现的160多种矿藏中，已有148种初步探明了储量。针对本世纪末下世纪初（2000年和2020年）国民经济发展战略目标，依据矿藏资源的储量、质量和找矿的远景与技术条件，对40种重要矿藏进行评估，按资源保证程度可分为四个类级： 第一类级，储量丰富，自给有余，有部分可供出口的计19种，它们是：煤、钨、锡、钼、稀土、盐、石墨、萤石、菱镁矿、重晶石、滑石、石膏、高岭土、硅藻石、澎润土、硅灰石、水泥灰石、玻璃硅质原料和石材。 第二类级，可基本满足需要，但也有缺口的，计11种，它们是：铁、锰、铅、锌、铝、镍、硫、磷、铀、石棉和海泡石等，其中铁矿缺口较大。 第三类级，有一定资源潜力，但可供规划用的探明储量缺口较大，它们是：石油、天然气、铜、金、银等5种（这些矿种的潜在储量仍然很大，据估测，石油的探明储量只占储量的19%，天然气只占2%，煤也只占三分之一。） 第四类级，探明储量不足，资源远景不明的计5种，它们是铬、铂（族）、金刚石、硼、钾盐等。 二、多数一类矿藏富矿少，贫矿多，选矿难度大 我国铁矿石缺口较大，不是因为储量少（我国铁矿探明储量几近500亿吨，居世界前列），主要是因为品位＞50%的富矿仅占2.3%，95%以上的储量均为平均品位33%上下的中低品位矿石。我国铜矿的探明储量已达5900余万吨，亦位居世界前列，但品位＞1%的富矿仅占35%，加上伴生组分多，大大增加了选冶的难度和费用。论储量，我国铝土矿也很丰富，但矿床类型主要属一水型的硬铝矿石，二氧化硅含量大，品位低，铝、硅比值＞7的富矿仅占27%，＜5的贫品位矿石占38%，亦增加了选冶的难度和成本。其它如磷矿、锰矿都有类似特点。在已探明的储量中，贫品位的磷占44%。贫、杂、难选的锰占94%。 三、共生矿床多，矿石组分复杂 由于许多成矿元素，如亲铜元素、亲石元素以及介于二者之间的过度性元素，其地球化学性质均具有近似性，在成矿过程中常常形成共生、伴生矿床，使矿石矿物组分变得十分复杂。这种由多种成矿元素组合而成的

岩石矿物的分类及鉴别特征[详细]

岩石矿物的分类及鉴别特征 概述:岩石(rock)是由一种或多种矿物或者岩屑组成的集合体.按照岩石的成因,分为三大类:沉积岩、岩浆岩、变质岩. 沉积岩:是由各种外力地质作力形成的沉积物在地表或近地表条件下,经过固结成岩作用形成的岩石.按成因又可分为四大类: 表2-1 沉积岩分类简表 砾状结构>2米米、砂状结构2～0.05米米、粉砂状结构0.05～0.005米米、粒径>100米米粒径2～100米米粒径65%强烈过饱和游离石英＞20% 造岩元素含量的变化:Fe 米g Cu → Fe 米g Cu Al → Fe Ca Al Na → Ca Na K Al + SiO2 岩石颜色的变化:深(绿黑)→暗(绿灰)→中色(灰色)→浅色(肉红、灰白). 矿物组合变化、橄榄石、辉石(无石英)辉石、富钙斜长石、角闪石(基本无石英) 钙钠中等的斜长石、角闪石(少石英、黑云母) 富钠斜长石、正长石,石英大量出现 . 变质岩(米eta米orphic rock)是地壳中已形成的岩石(岩浆岩、沉积岩等)在高温、高压及化学活动性流体的作用下,使原来岩石的成分、结构、构造等发生改变而形成的岩石.岩浆岩变质形成的变质岩称正变质岩; 沉积岩变质形成的岩石称副变质岩. 三大类岩石的分布及产状 岩石类型主要分布位置重量百分比地表分布面积产出状态陆地海洋

沉积岩地表或近地表 5% 75% 少量层状 岩浆岩地下深处 89% 25% 占大多数块状或脉状 变质岩构造运动剧烈地带或岩体周围 6% 几乎没有介于二者之间 第一节常见矿物的肉眼鉴定 目的:1、学会常见矿物的肉眼鉴定方法; 2、加深对地壳的物质组成的认识. 一、矿物的形态 矿物的形态有单体形态和集合体形态之分. (一)单体形态 由于矿物具一定的化学成分和结晶构造,在适宜的条件下,可形成具一定外形的几何多面体,称为晶体(crystal).完好晶体的自然表面称晶面(crystal face),它相当于结晶格架上质点较密集或联结力较强的网面.晶体的形态称为晶形(crystal for米).各种矿物都有其独特的晶形,它是鉴别矿物的重要依据之一.尽管矿物的晶形多种多样,但归纳起来,矿物单体晶形可分为三种类型: 一向延长型呈柱状或针状,如石英、辉锑矿、角闪石等; 二向延长型呈片状或板状,如石膏和云母等; 三向等长型呈粒状,如黄铁矿等. 矿物的晶体大小与生长环境有关,在适宜条件下某些晶体可生长成巨大的个体,例如,曾发现巨大的白云母晶体,其晶面可达7米2,但有些矿物的晶体极小,如高岭石的晶体仅为10～n×10μ米,需在电子显微镜下才能观察到.同一种岩石中不同矿物的结晶顺序也有先后,先结晶的矿物晶形较完好,后结晶的则受先结晶的矿物限制,常形成扇形不甚规则的“他形”晶. (二)集合体形态

(完整word版)1粘土矿物的结晶结构及基本特征

3粘土矿物的结晶结构及基本特征 3.1粘土矿物概念、类型及其结构化学特征 粘土的本质是粘土矿物。粘土矿物是细分散的含水的层状硅酸盐和含水的非晶质硅酸盐矿物的总称。晶质含水层状硅酸盐矿物有高岭石、蒙脱石、伊利石、绿泥石等: 含水非晶质硅酸盐矿物有水铝英石、胶硅铁石等。粘土矿物决定了整个粘土类或岩石的性质，它是最活泼的组分。 粘土矿物的晶体结构主要是由两个最基本结构单元组成，即硅氧四面体和铝氧八面体，并沿X轴方向发展。四面体的中心是四价的硅Si4+，而四个二价的氧O2－分布于四面体的四个顶角，四面体的四个面均为等边三角形(如图3.1- (a))，有时四面体中的氧原子为氢氧原子所代替，四面体的底面落在同一平面上，以三个尖顶彼此连结，第四个尖顶均指向同一个方向，在平面上组成六角形网格状结构或链状结构(如图3.1- (b))，成为四面体层(片)。八面体由六个氧或氢氧原子以等距排列而成，A13+(或Mg2＋)居于中心(如图3.2- ( a ))，八面体亦排列成层状态结构，成为八面体层(片)(如图3.2- (b))。 由于单位晶格的大小相近似，四面体层与八面体层很容易沿C轴叠合而成为统一的结构层，此结构层称为结构单位层，简称晶层，几个结构层组成晶胞。四面体层与八面体层的不同组合堆叠重复，便构成了各种粘土矿物的不同层状结构。由一个四面体层与一个八面体层重复 堆叠的称为1:1型结构单位层(如高岭石等)，也称为 二层型; 由两个四面体层间夹一个八面体层重复堆 叠的称为2:1型结构单位层(如蒙脱石、伊利石等)， 也称为三层型;在层状结构中，四面体层与八面体层 间共用一个氧原子层，故四面体层与八面体层间的 键力大，联结较强，但在1:1型或2:1型结构单位层 间并不共用氧原子层，层间的联结较弱。 在高岭石类粘土矿物中，结构单位层间为O 与HO(或OH与OH)相邻(如图3.3 )，堆叠时，在相 邻两晶层之间，除了范德华(Van der waals)力增扩的 静电能外，主要为表层(羟)基及氧原子之间的氢键 力，将相邻两晶层紧密地结合起来，使水不易进入 晶层之间。即使有表面水合能撑开晶层，但不足以 克服晶层间大的内聚力，几乎无阳离子交换(阳离子 交换容量很小，其CEC值为3－15毫克当量/100克 干土)和类质同象置换现象，其基本层是中性的。同 时，高岭石晶体基面间距(C轴间距或doo1值)小(约 7.2 A )，没有容纳阳离子的地方，即晶层无阳离子 存在。高岭石晶体只有外表面，没有内表面，比表 面积很小(一般远小于100m2/g )，被吸附的交换性阳 离子(如Na＋、Ca2+等)仅存于高岭石矿物外表面，这 对晶层水合无重要影响，所以高岭石是较稳定的非 膨胀性粘土矿物，层间联结强，晶格活动性小，最 活跃的表面是在晶体断口、破坏的及残缺部位的边 缘部分，浸水后结构单位层间的距离（C轴间距或 doo1值)不变，使高岭石膨胀性和压缩性都较小，但 有较好的解理面。 蒙脱石类粘土矿物中的结构单位层间为O与 O(如图3.4 )，相邻两晶层之间的联结力主要为范德华(Van der waals)力，层间联结极弱，易于拆开。蒙脱石既有外表

(稿件noMK)石英晶体传感器及其动态汽车衡的应用

石英晶体传感器及其动态汽车衡的应用 内容提要：国内公路货车计重收费动态称重设备，目前大多采用电阻应变传感器的秤台式或弯板式结构，受电阻应变传感器特性和实际使用的条件限制，这种设备在使用寿命、称量精度、后期维护等方面都存在不同程度的问题。本文通过介绍石英晶体传感器及其动态汽车衡的应用，旨在探讨公路动态称重设备应用技术的新途径。 石英晶体的压电特性及应用 石英（SiO2）是一种天然的压电材料，当受外力作用时，石英表面便会产生电荷，即压电效应。用于制造传感器的石英需要置于高温、高压（1000bar，400℃）热压容器内，经过长时间的培养（每公斤石英约需一周）。使用光学晶体测角仪可以测出晶体的方向，晶体有纵向、横向和剪切向三种不同的切割方式，某一种切割方式的石英晶体只对相应方向的力敏感，分别称为纵向效应、横向效应和剪切效应： ●纵向效应，电荷产生在受载石英的表面（如图1） ●横向效应，电荷产生在与受载表面垂直的另两个未加载的表面 （如图2） ●剪切效应，电荷产生在受剪切载荷的石英表面（如图3） 图1纵向效应图2横向效应图3剪切效应 石英晶体用于各种力的测量时，根据应用场合的需要，选择不同切割方向的石英晶体作为检测元件，可以避免其它方向力的干扰。

承载垫(可被研磨) 合金铝质型材 石英敏感元件弹性材料 图5 石英晶体压电检测器件 a)内部结构b)外形封装 石英晶体损耗小，品质因素可达数百万，耐老化性能好，可长时间稳定可靠工作，99％以上的电子设备都采用石英晶体振荡器作为时间或频率的基准，在民用、工业、军事和航天领域获得了非常广泛的应用。本文介绍石英晶体作为动态称重（WIM）传感器在公路动态称重设备中的应用。 石英晶体传感器的结构及特点 1.采用石英晶体传感器的动态汽车衡构成原理 图4为石英晶体动态汽车衡检测部分的构成原理，其中的核心部件石英晶体动态称重传感器（WIM 传感器）与电荷放大器（Charge Amplifier），由瑞士Kistler （奇石乐）公司配套生产。该公司是全球知名的传感器制造商，是压电测量技术的发明者和领导者。 石英晶体检测元件将动态轮胎力转换为电荷信号，经电荷放大器转换为模拟电压，再通过A/D 转换器将模拟信号转换为数字信号，最后通过嵌入式计算机及其专用软件得出称量结果。其测量链信号形式和单位是： 力（N）→电荷（pC）→电压（V）→数据→重量（Kg） 2.石英晶体WIM传感器的结构特点 图5为石英晶体WIM传感器结构和外观，采用整体封装结构，有1m 和0.75m 两种长度规格，可根据道路的宽度灵活组合。 图4石英晶体动态汽车衡检测部分的构成原理

石英晶体基础知识

石英，学名二氧化硅。 是自然界分布最广的物质之一。它有五种变体（β石英、α石英、α磷石英、方石英、溶炼石英），其中只有β石英才具有压电效应，当施加压力在晶片表面时 , 它就会产生电气电位 , 相对的当一电位加在芯片表面时 , 它就会产生变形或振动现象 , 掌握这种振动现象 , 控制其发生频率的快慢 , 以及精确程度 , 就是水晶震荡器的设计与应用。 石英晶体的化学性质极为稳定，常温下不溶于盐酸、硝酸、硫酸等水和酸，只溶于氢氟酸。在加热时石英晶体能溶于碱溶液，这个特点成为人造水晶的基础。因此现在一般采用氟化氢氨对石英晶体进行腐蚀。 石英晶体的理想外型见图 1-1 ，从图中可以看出，石英晶体存在左旋与右旋之分，左、右旋晶体为镜像对称。石英晶体的理想外型总共有三十个晶面，共分五组，每组六个，即：六个 M 面（柱面），六个 R 面（大棱面），六个 r （小棱面），六个 S 面和六个 X 面，这些晶面间的夹角见表 1-1 。 实际上理想的外型是很难见到的，尤其是人工培育的水晶，由于籽晶的切割方位及外型不同使我们看到的形状与上图大不相同，甚至面目全非，各种结晶面不易辨认。 水晶常见的缺陷有：双晶、包裹体、裂隙、炸裂、贝裂等

如果把交变电压施加于石英晶片两个电极之间，当交变电压的频率与石英晶片固有振动频率一致时，通过逆压电效应，晶片便产生机械振动。同时又通过正压电效应而输出电信号。一般石英晶体谐振器的频率范围可以从数百赫兹到几百兆赫兹。 ?等效电路如图 1-2 ： ?工作原理：晶体振荡器电路有反馈型和负阻性两种，通常用反馈型振荡电路，其工作原理如图 1-3 ： ?主要技术要求主要内容包括：工作频率、输出电平和输出阻抗、频率准确度、频率稳定度、老化率、频率微调范围、压控特性、开机特性、功率消耗。 1 ）谐振特性 通过晶片的电流 I 随外加讯号频率 f 而改变，当 F=fm 时，电流有最大值 Im ，这时谐振器阻抗最小。当 f=fa 时，电流最小值为 In ，这时谐振器阻抗最大。当谐振器机械损耗很小时， fm 、 fa 与谐振 fr 及反谐振频率 fa 近似相等。 一般石英谐振器 fm 和 fa 可近似地看做谐振频率和反谐振频率。 在谐振频率附近，石英晶体谐振器和由 LC 组成的串联电路的谐振特性是完全相同的。 图 1-4 石英谐振器的谐振特性 2 ）频率温度特性 石英晶体谐振器和频率随温度变化的关系称做频率温度特性。 图 1-5 是厚度曲变 AT 型切割频率温度特性曲线 , 从其切割角度之参数曲线图可看出 , AT 切割频率温度特性曲线 , 类似于一元三次方程式的曲线 , 显示在特定的温度范围内 , 有很好的频率稳定特性 . 是目前水晶振荡器最常使用的切割型式