晶体应用基础知识
石英晶体振荡器是高精度和高稳定度的振荡器，被广泛应用于彩电、计算机、遥控器等各类振荡电路中，以及通信系统中用于频率发生器、为数据处理设备产生时钟信号和为特定系统提供基准信号。
一、石英晶体振荡器的基本原理
1、石英晶体振荡器的结构
石英晶体振荡器是利用石英晶体（二氧化硅的结晶体）的压电效应制成的一种谐振器件，它的基本构成大致是：从一块石英晶体上按一定方位角切下薄片（简称为晶片，它可以是正方形、矩形或圆形等），在它的两个对应面上涂敷银层作为电极，在每个电极上各焊一根引线接到管脚上，再加上封装外壳就构成了石英晶体谐振器，简称为石英晶体或晶体、晶振。其产品一般用金属外壳封装，也有用玻璃壳、陶瓷或塑料封装的。
2、压电效应
若在石英晶体的两个电极上加一电场，晶片就会产生机械变形。反之，若在晶片的两侧施加机械压力，则在晶片相应的方向上将产生电场，这种物理现象称为压电效应。如果在晶片的两极上加交变电压，晶片就会产生机械振动，同时晶片的机械振动又会产生交变电场。在一般情况下，晶片机械振动的振幅和交变电场的振幅非常微小，但当外加交变电压的频率为某一特定值时，振幅明显加大，比其他频率下的振幅大得多，这种现象称为压电谐振，它与LC回路的谐振现象十分相似。它的谐振频率与晶片的切割方式、几何形状、尺寸等有关。
3、符号和等效电路
石英晶体谐振器的符号和等效电路如图2所示。当晶体不振动时，可把它看成一个平板电容器称为静电电容C，它的大小与晶片的几何尺寸、电极面积有关，一般约几个PF到几十PF。当晶体振荡时，机械振动的惯性可用电感L来等效。一般L的值为几十mH 到几百mH。晶片的弹性可用电容C来等效，C的值很小，一般只有0.0002～0.1pF。晶片振动时因摩擦而造成的损耗用R来等效，它的数值约为100Ω。由于晶片的等效电感很大，而C很小，R也小，因此回路的品质因数Q很大，可达1000～10000。加上晶片本身的谐振频率基本上只与晶片的切割方式、几何形状、尺寸有关，而且可以做得精确，因此利用石英谐振器组成的振荡电路可获得很高的频率稳定度。
4、谐振频率
从石英晶体谐振器的等效电路可知，它有两个谐振频率，即（1）当L、C、R支路发生串联谐振时，它的等效阻抗最小（等于R）。串联揩振频率用fs 表示，石英晶体对于串联揩振频率fs呈纯阻性，（2）当频率高于fs时L、C、R 支路呈感性，可与电容C。发生并联谐振，其并联频率用fd表示。
根据石英晶体的等效电路，可定性画出它的电抗—频率特性曲线如图2e所示。可见当频率低于串联谐振频率fs或者频率高于并联揩振频率fd时，石英晶体呈容性。仅在fs＜f＜fd极窄的范围内，石英晶体呈感性。
二、石英晶体振荡器类型特点
石英晶体振荡器是由品质因素极高的石英晶体振子（即谐振器和振荡电路组成。晶体的品质、切割取向、晶体振子的结构及电路形式等，共同决定振荡器的性能。国际电工委员会（IEC）将石英晶体振荡器分为4类：普通晶体振荡（SPXO），电压控制式晶体振荡器（VCXO），温度补偿式晶体振荡（TCXO），恒温控制式晶体振荡（OCXO）。目前发展中的还有数字补偿式晶体振荡器（DCXO）等。
普通晶体振荡器（SPXO）可产生10^(-5)～10^(-4)量级的频率精度，标准频率1—100MHZ，频率稳定度是±100ppm。SPXO没有采用任何温度频率补偿措施，价格低廉，通常用作微处理器的时钟器件。封装尺寸范围从21×14×6mm 及5×3.2×1.5mm。
电压控制式晶体振荡器（VCXO）的精度是10^(-6)～10^(-5)量级，频率范围1~30MHz。低容差振荡器的频率稳定度是±50ppm。通常用于锁相环路。封装尺寸14×10×3mm。
温度补偿式晶体振荡器（TCXO）采用温度敏感器件进行温度频率补偿，频率精度达到10^(-7)～10^(-6)量级，频率范围1—60MHz，频率稳定度为±1～±2.5ppm，封装尺寸从30×30×15mm至11.4×9.6×3.9mm。通常用于手持电话、蜂窝电话、双向无线通信设备等。
恒温控制式晶体振荡器（OCXO）将晶体和振荡电路置于恒温箱中，以消除环境温度变化对频率的影响。OCXO频率精度是10^(-10)至10^(-8)量级，对某些特殊应用甚至达到更高。频率稳定度在四种类型振荡器中最高。
三、石英晶体振荡器的主要参数
晶振的主要参数有标称频率，负载电容、频率精度、频率稳定度等。不同的晶振标称频率不同，标称频率大都标明在晶振外壳上。如常用普通晶振标称频率有：48kHz、500 kHz、503.5 kHz、1MHz～40.50 MHz等，对于特殊要求的晶振频率可达到1000 MHz以上，也有的没有标称频率，如CRB、ZTB、Ja等系列。负载电容是指晶振的两条引线连接IC块内部及外部所有有效电容之和，可看作晶振片在电路中串接电容。负载频率不同决定振荡器的振荡频率不同。标称频率相同的晶振，负载电容不一定相同。因为石英晶体振荡器有两个谐振频率，一个是串联揩振晶振的低负载电容晶振：另一个为并联揩振晶振的高负载电容晶振。所以，标称频率相同的晶振互换时还必须要求负载电容一致，不能冒然互换，否则会造成电器工作不正常。频率精度和频率稳定度：由于普通晶振的性能基本都能达到一般电器的要求，对于高档设备还需要有一定的频率精度和频率稳定度。频率精度从10^(-4)量级到10^(-10)量级不等。稳定度从±1到±100ppm不等。这要根据具体的设备需要而选择合适的晶振，如通信网络，无线数据传输等系统就需要更高要求的石英晶体振荡器。因此，晶振的参数决定了晶振的品质和性能。在实际应用中要根据具体要求选择适当的晶振，因不同性能的晶振其价格不同，要求越高价格也越贵，一般选择只要满足要求即可。
四、石英晶体振荡器的发展趋势
1、小型化、薄片化和片式化：为满足移动电话为代表的便携式产品轻、薄、短小的要求，石英晶体振荡器的封装由传统的裸金属外壳覆塑料金属向陶瓷封装转变。例如TCXO这类器件的体积缩小了30～100倍。采用SMD封装的TCXO 厚度不足2mm，目前5×3mm尺寸的器件已经上市。
2、高精度与高稳定度，目前无补偿式晶体振荡器总精度也能达到±25ppm，VCXO的频率稳定度在10～70℃范围内一般可达±20～100ppm，而OCXO 在同一温度范围内频率稳定度一般为±0.0001～5ppm，VCXO控制在±25ppm以下。
3、低噪声，高频化，在GPS通信系统中是不允许频率颤抖的，相位噪声是表征振荡器频率颤抖的一个重要参数。目前OCXO主流产品的相位噪声性能有很大改善。除VCXO外，其它类型的晶体振荡器最高输出频率不超过200MHz。例如用于GSM等移动电话的UCV4系列压控振荡器，其频率为650～1700 MHz，
电源电压2.2～3.3V，工作电流8～10mA。
4、低功能，快速启动，低电压工作，低电平驱动和低电流消耗已成为一个趋势。电源电压一般为3.3V。目前许多TCXO和VCXO产品，电流损耗不超过2 mA。石英晶体振荡器的快速启动技术也取得突破性进展。例如日本精工生产的VG—2320SC型VCXO，在±0.1ppm规定值范围条件下，频率稳定时间小于4ms。日本东京陶瓷公司生产的SMD TCXO，在振荡启动4ms后则可达到额定值的90%。OAK公司的10～25 MHz的OCXO产品，在预热5分钟后，则能达到±0.01 ppm 的稳定度。
五、石英晶体振荡器的应用
1、石英钟走时准、耗电省、经久耐用为其最大优点。不论是老式石英钟或是新式多功能石英钟都是以石英晶体振荡器为核心电路，其频率精度决定了电子钟表的走时精度。石英晶体振荡器原理的示意如图3所示，其中V1和V2构成CMOS反相器石英晶体Q与振荡电容C1及微调电容C2构成振荡系统，这里石英晶体相当于电感。振荡系统的元件参数确定了振频率。一般Q、C1及C2均为外接元件。另外R1为反馈电阻，R2为振荡的稳定电阻，它们都集成在电路内部。故无法通过改变C1或C2的数值来调整走时精度。但此时我们仍可用加接一只电容C有方法，来改变振荡系统参数，以调整走时精度。根据电子钟表走时的快慢，调整电容有两种接法：若走时偏快，则可在石英晶体两端并接电容C，如图4所示。此时系统总电容加大，振荡频率变低，走时减慢。若走时偏慢，则可在晶体支路中串接电容C。如图5所示。此时系统的总电容减小，振荡频率变高，走时增快。只要经过耐心的反复试验，就可以调整走时精度。因此，晶振可用于时钟信号发生器。
2、随着电视技术的发展，近来彩电多采用500kHz或503 kHz的晶体振荡器作为行、场电路的振荡源，经1/3的分频得到 15625Hz的行频，其稳定性和可靠性大为提高。面且晶振价格便宜，更换容易。
3、在通信系统产品中，石英晶体振荡器的价值得到了更广泛的体现，同时也得到了更快的发展。许多高性能的石英晶振主要应用于通信网络、无线数据传输、高速数字数据传输等。
晶体谐振器简介
一、石英晶体原理介绍：
（一）石英晶体的工作原理：
1．压电效应：
沿某些晶体的特定方向施加压应力作用时，晶体产生形变，同时产生电极化，其极化强度与压力成正比，称之为正压电效应；反之，在电场作用下，晶体产生应变，应变大小与场强成正比，称之为负压电效应。压电效应的原理是：外力作用下晶格变形引起正负电荷中心分离而产生的。施加应力时，在一个方向上产生脉冲电流，取消时，在相反方向产生。
2．稳频原理：
石英晶片是弹性体，有其固有频率，同时又由于其为压电体，当外加电场的交变频率与石英晶片的固有频率相接近时，由于负压电效应，石英晶片产生机械谐振，此时振幅最大，阻抗最小,电流最大。若外加交变电场的频率偏离石英晶
片的固有频率时，阻抗迅速增大,电流也随之迅速减小,故其有很好的稳频(对频率的选择)作用。
5．谐振等效工作电路：
石英晶片经过被电极，上架、封装即成为压电谐振器。当外加电场的交变频率与石英晶片的固有频率相接近,且外加电压的角频率ω等于石英机械振动的固有谐振角频率ω时(取决于石英晶体的几何尺寸和切型),晶片产生机械谐振，弹性振动通过压电效应与路相耦合,其效果等于由L1，C1，R1的串联臂和C0并联组成的谐振回路。此时机械振动的幅度最大，相应地晶体表面所产生的电荷量最大，外电路中电流最大。
（二）石英晶体的使用：
1．石英晶体谐振器的使用回路：
在振荡电路中，石英晶体谐振器作为电感使用，与负载电容构成实质上的LC 振荡电路，这一电路称为哈特莱电路。
在第一个起振条件中,由于谐振回路不是理想矩形,故存在不均匀性,具有
一定频带的信号作用于回路时,回路的电流或回路端电压频率失真(在通频带范围内产生的频率失真被认为是允许的).同样,由于回路的电流或端电压对各个频率分量产生的相位移不成线性关系,故不可避免地产生相位失真,这是谐振回路的相频特性,此特性不仅仅与谐振器条件有关，还与振荡电路本身有关。
2．负载电容特性：
(1)谐振器工作频率范围：
(2)串联时,L1和C1的电抗值相等且符号相反。Fs=(1/2π)*(L1*C1)1/2.只有在
Fs和Fp之间的阴影区，谐振器方表现为感性，可组成振荡回路。
(3)振荡电路是等效电路是由负阻抗-R和电容CL构成的，CL是由石英晶体谐振
器两端向振荡器看的有效电容量，通常称为负载电容。
(4)Fs和Fp之间的间隔代表石英谐振器的可调带宽,通过CL可使晶体工作在Fs
和Fp之间的
某一点,谐振器在这一区域呈现感性，谐振器与负载串联后,FL=FS{1+[C1/(C0+C1)]}.
3.激励功率依赖性
激励功率偏小时，信噪比下降，谐振器不易起振，其短期稳定性和可靠性下降；激励功率偏大时谐振器中晶片温度上升，频率稳定度下降，且由于激励功率偏大，可能引起机械形变超过弹性限度使晶格产生永久位移，甚至产生不振，同时阻抗上升，温度频差和温度阻抗不稳定。半导体回路需要的正常工作激励功率日益减小，一般而言，谐振器的激励功率以0.1mw为佳。
随着激励功率的上升，谐振器的频率也不断上升。
4.寄生响应
所有的石英谐振器都有寄生响应（主振频率之外的非需要频率），寄生响应的频率值高于主振频率，但其振幅比主振频率小。寄生响应的大小用公式Anw=Ig(RNW/Rr)表示。对于谐振器而言，通常寄生响应的大小要求在3-6DB，而滤波器则要求大于40DB，这要求一些特殊的技术参数包括具有很小的C1值。
随着频率的上升和泛音次数的增加，寄生响应减小。
因此在应用晶体谐振器时应对其匹配的电容进行确认，一般IC厂家都会在给出典型电路的同时也给出晶体的规格及负载要求，只不过杂散电容的影响会造成频率的漂移和相位的不稳定，所以晶体也要做出相应的更改，因此在使用前要进行匹配测试，主要有几个注意要点：
1、激励功率的确定，在电路中IC提供给晶体的激励大小直接影响到晶体工作的
稳定性，激励过大会导致晶体共振的破坏或蒸镀电极的蒸发，频率漂移或晶
体损坏；
2、最佳电容值的确定，保证精确的频率输出；
3、负性阻抗的测试，如果负阻过小，而晶体谐振阻抗偏大，则会造成晶体难起
振或工作不稳定，负阻至少要在晶体谐振阻抗的5-10倍以上。
注：在应用晶体谐振器时应由生产厂家对其规格进行确认，一般IC厂家都会在给出典型电路的同时也给出晶体的规格及负载要求，只不过杂散电容的影响会造成频率的漂移和相位的不稳定，所以晶体也要做出相应的更改，因此在使用前要进行匹配测试，主要有几个注意要点：
4、激励功率的确定，在电路中IC提供给晶体的激励大小直接影响到晶体工作的
稳定性，激励过大会导致晶体共振的破坏或蒸镀电极的蒸发，频率漂移或晶体损坏，对高频激励大晶体应考虑泛音晶体；
5、最佳电容值的确定，保证精确的频率输出；
6、负性阻抗的测试，如果负阻过小，而晶体谐振阻抗偏大，则会造成晶体难起
振或工作不稳定，负阻至少要在晶体谐振阻抗的5-10倍以上。
了解今天的可编程振荡器
内容 ----知道它们的功能和应用将令您更迅捷地评估及选用合适的可编程振荡器
在加速产品开发周期和追求准时生产的时代，定时就是一切。对一个设计工程师或项目开发工程师来说，几乎没有什么事情比花六个星期等待一个样机部件更令人恼怒的了，或许更糟的是，在紧张的生产过程中缺少一个关键部件，而这个部件恰好是晶体振荡器。
说到可编程振荡器，它的最大特点是几分钟内就能定置它的频率。这种“一种型号全部搞定”器件的诱惑力是可想而知的。以单个多用途部件代替库存几百种部件的方式为设计者、承包加工厂和其它从事大批量生产的电子公司带来巨大的灵活性，并创造出潜在的节约效果。
但是，切实可行地实现可编程振荡器替代固定频率元件只不过是最近才出现的。象每一种新兴技术一样，可编程振荡器也经历了成长的磨难。一致性问题就曾困扰了整整第一代设计产品。1998年，一家厂商风风火火地推出了第二代可编程振荡器，可由于过高的抖动使其在一些对噪声敏感的应用中失败了。
幸亏关于可编程振荡器可靠性的指责是完全不符合实际的，除掉一些特例，现在的可编程振荡器能满足大多数样机的需要，适合大多数生产应用。了解下列内容将有助于各位工程师充分享用可编程振荡器拥有的几乎是即时交货的时间优势，并保证它能默默地、连续可靠地工作。
把抖动困扰降到最小
可编程振荡器几乎在每一类、每一项技术规范上都能与固定频率的器件相匹敌，但抖动（相位噪声）却是个例外。可编程器件的抖动有一部份来源于编程过程，或者更具体地说，来源于编程算法。
当算法中用到乘法时，抖动值突然显著增大，这主要是因为抖动被乘上了编程算法设置特定频率时所用的系数。虽然为了得到所要的振荡器输出频率，算法中通常既需要用到乘法也需要用到除法，但除法并不加大抖动。通过把编程算法的乘法系数减到最小，来自可编程器件的相位噪声可以做到和传统的固定频率器件很接近，这主要是晶体及振荡器电路产生的抖动。
SaRonix公司已规范了类似的编程过程。保证可编程振荡器的每件产品都具有稳定一致的性能——这也同样具有重要意义，Sa Ronix公司通过采用自动设计流
程以保证相同的编程算法用于有相同输出频率的所有部件。
由于有了这样的技术进步，现在几乎每个电路上都可采用可编程振荡元件——甚至可用于通信设备的某些电路中，例如，XDSL调制解调器。虽然振荡器可能影响一个对抖动敏感的通信链路，但就在同一块电路板上，也可能有一个由振荡器驱动的DSP芯片，这个芯片则完全不受抖动的影响。
由于自身研制周期短，这些可编程振荡器能跟上保证设计计划按期完成的日程。尽管有这个灵活性，但在大批量条件下，固定频率的器件仍然比较便宜。另一方面，在进行样机生产时，可编程器件要比固定频率器件便宜。
因此，精明的战略是制造样机的时候在设计上采用可编程器件来验证电路，同时还把可编程振荡器作为生产后备部件。随着设计评价的完成，再可以大量生产特定的固定频率器件以供批量使用。
凭借可编程器件可实现一种高效益的保险策略，以解决生产中关键部件短缺的问题。可编程振荡器较短的研制周期使得生产部门能在大量订购通常所用的固定频率元件之前先采办替代部件，这样就无需支付额外费用，只要在生产最后期限迫近时迅速补充标准部件就行了。
虽然可编程振荡器件不可能完全取代固定频率振荡器，但可编程的概念肯定有足够的优点使得半导体生产商和主要振荡器生产公司不会放弃它的。有理由相信，它的性能和价格将一代一代地得到改善。
伴随着抖动特性改善、价格进一步降低，新的优点将会使可编程器件更有吸引力。一种节电的休眠模式——对依赖电池的移动设备至关重要——已经出现在可以供应现货的产品目录上。一些其它特性诸如频率范围的扩展、可编程的双路输出和多路输出以及更大选择范围的输出驱动特性，都将大大提高生产、设计的灵活性。
理智的态度应该是对于可编程振荡器是否能在每个场合都起作用不抱成见，另方面，为了确定可编程振荡器能在什么地方有效地发挥作用，应该特别注意它们在每一个电路中的应用。在进行设计的时候就判断这个应用是不是对抖动过于敏感，同时选定一个可编程振荡器，这种方式将有助于一个工程师最大限度发挥可编程振荡器的长处，实现当初选用它的初衷。
石英晶体振荡器
石英晶体振荡器是利用石英晶体谐振器作滤波元件构成的振荡器，其振荡频率由石英晶体谐振器决定。与LC谐振回路相比，石英晶体谐振器具有很高的标准性和极高的品质因数，因此石英晶体振荡器具有较高的频率稳定度，采用高精度和稳频措施后，石英晶体振荡器可以达到10-4~10-9的频率稳定度。
一．石英晶体振荡器频率稳定度
石英晶体振荡器之所以能获得很高的频率稳定度，由第2章可知，是由于石英晶体谐振器与一般的谐振回路相比具有优良的特性，具体表现为：
（1）石英晶体谐振器具有很高的标准性。石英晶体振荡器的振荡频率主要由于石英晶体谐振器的谐振频率决定。石英晶体的串联谐振频率fq主要取决于晶片的尺寸，石英晶体的物理性能和化学性能都十分稳定，它的尺寸受外界条件如温度、湿度等影响很小，因而其等效电路的Lq、Cq值很稳定，使得fq很稳定。
（2）石英晶体谐振器与有源器件的接入系数p很小，一般为10-3~10-4。这
大大减弱了有源器件的极间电容等参数和外电路中不稳定因素对石英晶体振荡
器决定频率振荡系统的影响。
（3） 石英晶体谐振器具有非常高的Q 值。Q 值一般为104~106，与Q 值仅为
几百数量级的普通LC 回路相比，其Q 值极高，维持振荡频率稳定不变的能力极
强。
二． 晶体振荡器电路
晶体振荡器的电路类型很多，但根据晶体在电路中的作用，可以将晶体振荡器归
为两大类：并联型晶体振荡器和串联型晶体振荡器。在并联型晶体振荡器中，晶
体起等效电感的作用，它和其它电抗元件组成决定频率的并联谐振回路与晶体管
相连。由晶体的阻抗频率特性可知，并联型晶体振荡器的振荡频率在石英晶体谐
振器的fq 与fp 之间；在串联型晶体振荡器中，振荡器工作在邻近fq 处，晶体
以低阻抗接入电路，即晶体起选频短路线的作用。两类电路都可以利用基频晶体
或泛音晶体。
1．并联型晶体振荡器
图1示出了一种典型的晶体振荡器电路，当振荡器的频率在晶体的串联谐振
频率和并联谐振频率之间时晶体呈感性，该电路满足三端式振荡器的组成原则，
而且该电路与电容反馈的振荡器对应，通常称为皮尔斯振荡器。C 3起到微调振荡
频率的作用，同时也起到减小晶体管和晶体之间的耦合作用。C 1、C 2既是回路一
部分，也是反馈电路。
皮尔斯振荡器的工作频率应由C 1、C 2、C 3及晶体构成的回路决定，即由晶体
电抗Xe 与外部电容相等的条件决定，设外部电容为C L ，则
011=-L
e C X ω 式（1） 由图有
3
211111C C C C L ++= 式（2） 将式（1）用图形表示为图2的情形。图中有两个交点，靠近晶体串联频率ωq
附近的ω1是稳定工作点。当ω1靠近ωq 时，由图2，电抗Xe 与忽略晶体损耗时
的晶体电抗很接近，因此振荡频率f1等于包括并联电容C L 在内的并联谐振频率。
因C L 实际与晶体静电容并联，因此只要引入一等效接入系数p’
00'C C C C C C C p L q q L q
+≈++= 式(3)
则由前面并联谐振频率公式可得
)21('
1p f f q +=
式(4)
由上式可见，改变C L 可以微调振荡频率。通常电路中C 3≤C 1，C 2，C L 主要由C 3决
定，实际电路中用与晶体串一小电容C 3来微调振荡频率。通常，晶体制造厂家
为便利用户，对用于并联型电路的晶体，规定一标准的负载电容C L ，可以将振荡
频率调整到晶体标称频率上。在几兆赫兹至几十兆赫兹范围，一般C L 规定为
30Pf 。、
反馈系数F 的大小为
2
1C C F 式（5）
由于晶体的品质因数Qq 很高，故其并联谐振电阻R 0也很高，虽然接入系数
p 较小，但等效到晶体管CE 两端的阻抗R L 仍较高，所以放大器的增益较高，电
路很容易满足振幅起振条件。图3是并联型晶体振荡器的实际电路，其适宜的工
作频率范围为0.85~15MHz 。
如图4示出了另一种并联型晶体振荡器电路，该电路晶体接在基极和发射极
之间，只要晶体呈现感性，该电路即满足三端式振荡器的组成原则，且电路类似
于电感反馈的振荡器，又称为密勒振荡器。由于晶体与晶体管的低输入阻抗并联，
降低了有载品质因数Q L ，故密勒振荡器的频率稳定度较低。
由于皮尔斯振荡器的频率稳定度比密勒振荡器高，故实际应用的晶体振荡器
大多为皮尔斯振荡器，在频率较高时可以采用泛音晶体构成。图5给出了一种应
用泛音晶体构成的皮尔斯振荡电路。图中L 、C 1构成的并联谐振回路是用以破坏
基频和低次泛音的相位条件，使振荡器工作在设定的泛音频率上。如电路需要工
作在5次泛音频率上，应使L 、C 1构成的并联回路的谐振频率低于5次泛音频率，
但高于所要抑制的3次泛音频率，这样对低于工作频率的低泛音频率来说，L 、
C 1并联回路呈现一感性，不能满足三端式振荡器的组成原则，电路不能振荡，但
工作在所需的5次泛音上时，L 、C 1并联回路就呈现容性，满足三端式的组成原
则，电路能工作。需要注意的是，并联型晶体振荡器电路工作的泛音不能太高，
一般为3、5、7次，高泛音振荡时，由于接入系数的降低，等效到晶体管输出端
的负载电阻将下降，使放大器增益减小，振荡器停振。
图6是一场效应管晶体并联型振荡器线路，晶体等效成一感性，构成一等效
的电容反馈振荡器。
2．串联型晶体振荡器
在串联型晶体振荡器中，晶体接在振荡器要求低阻抗的两点之间，通常接在
反馈电路中。图7示出了一串联型晶体振荡器的实际线路和等效电路。由图可见，
如果将晶体短路，该电路即为一电容反馈的振荡器。电路的工作原理为：当回路
的谐振频率等于晶体的串联谐振频率时，晶体的阻抗最小，近似为一短路线，电
路满足相位条件和振幅条件，故能正常工作；当回路的谐振频率距串联谐振频率
较远时，晶体的阻抗增大，使反馈减弱，从而使电路不能满足振幅条件，电路不
能工作。串联型晶体振荡器的工作频率等于晶体的串联谐振频率， 不需要外加负载电容C L ，通常这种晶体标明其负载电容为无穷大，在实际制作中，
若fq 有小的误差，则可以通过回路调谐来微调。
串联型晶体振荡器能适应高次泛音工作，这是由于晶体只起到控制频率的作
用，对回路没有影响，只要电路能正常工作，输出幅度就不受晶体控制。
3．使用注意事项
使用石英晶体谐振器时应注意以下几点：
（1）石英晶体谐振器的标称频率都是在出厂前，在石英晶体谐振器上并接
一定负载电容条件下测定的，实际使用时也必须外加负载电容，并经微调后才能获得标称频率。为了保持晶振的高稳定性，负载电容应采用精度较高的微调电容。
（2）石英晶体谐振器的激励电平应在规定范围内。过高的激励功率会使石英晶体谐振器内部温度升高，使石英晶片的老化效应和频率漂移增大，严重时还会使晶片因机械振动过大而损坏。
（3）在并联型晶体振荡器中，石英晶体起等效电感作用，若作为容抗，则在石英晶片失效时，石英谐振器的支架电容还存在，线路仍可能满足振荡条件而振荡，石英晶体谐振器失去了稳频作用。
（4）晶体振荡器中一块晶体只能稳定一个频率，当要求在波段中得到可选择的许多频率时，就要采取别的电路措施，如频率合成器，它是用一块晶体得到许多稳定频率。
三．高稳定晶体振荡器
前面介绍的并联、串联型晶体振荡器的频率稳定度一般可达10-5量级，若要得到更高稳定度的信号，需要在一般晶体振荡器基础上采取专门措施来制作。
影响晶体振荡器频率稳定度的因素仍然是温度、电源电压和负载变化，其中最主要的还是温度的影响。
为减小温度变化对晶体频率及振荡频率的影响，一个办法就是采用温度系数低的晶体晶片，目前在几兆赫兹至几十兆赫兹范围内广泛采用AT切片，其具有的温度特性如图8所示。由图可见，在（-20~70）℃的正常工作温度范围内，相对频率变化小于5×10-6；并且在（50~55）℃温度范围内有接近于0的温度系数（在此处有一拐点，约在52℃处）。另一个有效的办法就是保持晶体及有关电路在恒定温度环境中工作，即采用恒温装置，恒温温度最好在晶片的拐点温度处，温度控制得越精确，稳定度越高。
图9是一种恒温晶体振荡器的组成框图。它由两大部分组成：晶体振荡器和恒温控制电路。
图9中虚框内表示一恒温槽，它是一绝热的小容器，晶体安放在此槽中。恒温的原理为，槽内的感温电阻（如温敏电阻）作为电桥的一臂，当温度等于所需某一温度（拐点温度）时，电桥输出直流电压经放大后，对加热电阻丝加热，以维持平衡温度；当环境温度变化，从而使槽温偏离原来温度时，通过感温电阻变化改变加热电阻的电流，从而减少槽温的变化。图中的自动增益控制（AGC）起到振幅稳定的作用，同时，由于振荡器振幅稳定，晶体的激励电平不变，也使得晶体的频率稳定。目前，恒温控制的晶体振荡器已制成标准部件供用户使用。恒温晶体振荡器的频率稳定度可达10-7~10-9。
恒温控制的晶体振荡器频率稳定度虽高，但存在着电路复杂、体积大、重量重等缺点，应用上受到一定限制。在频率稳定度要求不十分高而又希望电路简单、
为温敏电阻，体积小、耗电省的场合，常采用温度补偿晶体振荡器，如图示，R
T
当环境温度改变时，由于晶体的频率随温度变化，振荡器频率也随温度变化，温度改变时，温敏电阻改变，加在变容管上的偏置电压改变，从而使变容管电容变化，以补偿晶体频率的变化，因此整个振荡器频率随温度变化很小，从而得到较高的频率稳定度。需要说明的是，要在整个工作温度范围内实现温度补偿，其补偿电路是很复杂的。温度补偿晶体振荡器的频率稳定度可达10-5~10-6。
对晶体结构及其应用的认识 引言：化学中对晶体的研究促进了各种特性材料的发现和发明,也促进了各种催化剂的发现,晶体是美丽的,他们的最小单位——晶胞更是充分体现了各种对称美和造物者的神奇。晶体的应用在人类的生产生活中正发挥着巨大的作用。在本飞行器制造工程专业中也占据着不可忽视的作用。 关键词原子晶体，离子晶体，分子晶体，材料，制造业 高中时学习化学，曾接触过晶体的一些知识，因而对晶体产生了浓厚的兴趣，想借此机会，总结一下晶体结构以及晶体的各种应用。晶体分为原子晶体、离子晶体、分子晶体和金属晶体，我们生活的世界大部分是由这些物质构成。晶体具有以下特征： 自范性：晶体具有自发地形成封闭的凸几何多面体外形能力的性质，又称为自限性。 均一性：指晶体在任一部位上都具有相同性质的特征。 各向异性：在晶体的不同方向上具有不同的性质。 对称性：指晶体的物理化学性质能够在不同方向或位置上有规律地出现,也称周期性。最小内能和最大稳定性。 晶体中质点排列具有周期性和对称性整个晶体可看作由结点沿三个不同的方向按一定间距重复出现形成的，结点间的距离称为该方向上晶体的周期。同一晶体不同方向的周期不一定相同。可以从晶体中取出一个单元，表示晶体结构的特征。取出的最小晶格单元称为晶胞。晶胞是从晶体结构中取出来的反映晶体周期性和对称性的重复单元。 原子晶体是几种晶体中硬度最大，熔点较高的一类晶体。晶体中原子与原子通过共价键链接，构成一个空间的三维网络结构，所以具有他们特有的物理性质。俗话说“没有金刚钻别揽瓷器活”就是说的原子晶体中最典型的金刚石，金刚石
中C原子通过sp3杂化轨道与其他C原子相连，在空间形成承受力能力相当强的正四面体结构，我们不禁赞叹大自然的神奇，简单的C原子以这种方式连结竟然构成了世间最硬的物质。正是由于原子晶体的各种特异的性质，原子晶体在工业中具有广泛的应用，金刚石因为它的硬度较大，被广泛用在精密切割的刀具上，另外钻石还是昂贵的奢侈品；二氧化硅常被用在机械加工中各种砂轮砂纸上作为耐磨材料；高纯度的硅单质是良好的半导体，被广泛用于电子信息产业；碳化硅是良好的耐磨材料,。 离子晶体由阴、阳离子通过离子键结合而成的晶体，离子键：阴、阳离子间强烈的静电作用。离子键无饱和性、无方向性，大多数盐、强碱、活泼金属氧化物属于离子晶体，典型代表是氯化钠。相对于原子晶体，离子晶体更加普遍存在，同时它们也具有许多独特的特点。应为离子晶体是靠阴阳离子相互吸引结合，离子间以离子键相互结合，离子之间按照严格的规则排列，因此具有很漂亮的晶胞下面如图立方ZnS、CaF2、NaCl的晶胞 离子晶体在人类的生活中发挥着重要作用，冶炼金属，制作高储能的电池，制作具有各种光学特性光学器材，温度测量等很多地方都有应用。 分子晶体是由分子组成，可以是极性分子，也可以是非极性分子。分子间的作用力很弱，分子晶体具有较低的熔、沸点，硬度小、易挥发，许多物质在常温下呈气态或液态，例如O2、CO2是气体，乙醇、冰醋酸是液体。同类型分子的晶体，其熔、沸点随分子量的增加而升高，例如卤素单质的熔、沸点按F2、Cl2、Br2、I2顺序递增；非金属元素的氢化物，按周期系同主族由上而下熔沸点升高；有机物的同系物随碳原子数的增加，熔沸点升高。但HF、H2O、NH3、CH3CH2OH等分子间，除存在范德华力外，还有氢键的作用力，它们的熔沸点较高。在固态和熔融状态时都不导电。 金属晶体：晶格结点上排列金属原子-离子时所构成的晶体。金属中的原子
第二章作业 2－1 常见的金属晶体结构有哪几种它们的原子排列和晶格常数有什么特点 V、Mg、Zn 各属何种结构答：常见晶体结构有 3 种：⑴体心立方：－Fe、Cr、V ⑵面心立方：－Fe、Al、Cu、Ni ⑶密排六方：Mg、Zn －Fe、－Fe、Al、Cu、Ni、Cr、 2---7 为何单晶体具有各向异性，而多晶体在一般情况下不显示出各向异性答：因为单晶体内各个方向上原子排列密度不同，造成原子间结合力不同，因而表现出各向异性；而多晶体是由很多个单晶体所组成，它在各个方向上的力相互抵消平衡，因而表现各向同性。第三章作业3－2 如果其它条件相同，试比较在下列铸造条件下，所得铸件晶粒的大小；⑴金属模浇注与砂模浇注；⑵高温浇注与低温浇注；⑶铸成薄壁件与铸成厚壁件；⑷浇注时采用振动与不采用振动；⑸厚大铸件的表面部分与中心部分。答：晶粒大小：⑴金属模浇注的晶粒小⑵低温浇注的晶粒小⑶铸成薄壁件的晶粒小⑷采用振动的晶粒小⑸厚大铸件表面部分的晶粒小第四章作业 4－4 在常温下为什么细晶粒金属强度高，且塑性、韧性也好试用多晶体塑性变形的特点予以解释。答：晶粒细小而均匀，不仅常温下强度较高，而且塑性和韧性也较好，即强韧性好。原因是：（1）强度高：Hall-Petch 公式。晶界越多，越难滑移。（2）塑性好：晶粒越多，变形均匀而分散，减少应力集中。（3）韧性好：晶粒越细，晶界越曲折，裂纹越不易传播。 4－6 生产中加工长的精密细杠（或轴）时，常在半精加工后，将将丝杠吊挂起来并用木锤沿全长轻击几遍在吊挂 7~15 天，然后再精加工。试解释这样做的目的及其原因答：这叫时效处理一般是在工件热处理之后进行原因用木锤轻击是为了尽快消除工件内部应力减少成品形变应力吊起来，是细长工件的一种存放形式吊个7 天，让工件释放应力的时间，轴越粗放的时间越长。 4－8 钨在1000℃变形加工，锡在室温下变形加工，请说明它们是热加工还是冷加工（钨熔点是3410℃，锡熔点是232℃）答：W、Sn 的最低再结晶温度分别为: TR(W) =（～×(3410+273)－273 =（1200～1568）(℃)＞1000℃ TR(Sn) =（～×(232+273)－273 =（-71～-20）(℃) ＜25℃ 所以 W 在1000℃时为冷加工，Sn 在室温下为热加工 4－9 用下列三种方法制造齿轮，哪一种比较理想为什么（1）用厚钢板切出圆饼，再加工成齿轮；（2）由粗钢棒切下圆饼，再加工成齿轮；（3）由圆棒锻成圆饼，再加工成齿轮。答：齿轮的材料、加工与加工工艺有一定的原则，同时也要根据实际情况具体而定，总的原则是满足使用要求；加工便当；性价比最佳。对齿轮而言，要看是干什么用的齿轮，对于精度要求不高的，使用频率不高，强度也没什么要求的，方法 1、2 都可以，用方法 3 反倒是画蛇添足了。对于精密传动齿轮和高速运转齿轮及对强度和可靠性要求高的齿轮，方法 3 就是合理的。经过锻造的齿坯，金属内部晶粒更加细化，内应力均匀，材料的杂质更少，相对材料的强度也有所提高，经过锻造的毛坯加工的齿轮精度稳定，强度更好。 4－10 用一冷拔钢丝绳吊装一大型工件入炉，并随工件一起加热到1000℃，保温后再次吊装工件时钢丝绳发生断裂，试分析原因答：由于冷拔钢丝在生产过程中受到挤压作用产生了加工硬化使钢丝本身具有一定的强度和硬度，那么再吊重物时才有足够的强度，当将钢丝绳和工件放置在1000℃炉内进行加热和保温后，等于对钢丝绳进行了回复和再结晶处理，所以使钢丝绳的性能大大下降，所以再吊重物时发生断裂。 4－11 在室温下对铅板进行弯折，越弯越硬，而稍隔一段时间再行弯折，铅板又像最初一样柔软这是什么原因答：铅板在室温下的加工属于热加工，加工硬化的同时伴随回复和再结晶过程。越弯越硬是由于位错大量增加而引起的加工硬化造成，而过一段时间又会变软是因为室温对于铅已经是再结晶温度以上，所以伴随着回复和再结晶过程，等轴的没有变形晶粒取代了变形晶粒，硬度和塑性又恢复到了未变形之前。第五章作业 5－3 一次渗碳体、二次渗碳体、三次渗碳体、共晶渗碳体、共析渗碳体异同答：一次渗碳体：由液相中直接析出来的渗碳体称为一次渗碳体。二次渗碳体：从 A 中析出的渗碳体称为二次渗碳体。三次渗碳体：从 F 中析出的渗碳体称为三次渗碳体共晶渗碳体：经共晶反应生成的渗碳体即莱氏体中的渗碳体称为共晶渗碳体共析渗碳体：经共析反应生成的渗碳体即珠光体中的渗
磁光晶体材料的研究现状及其发展趋势(doc 14页)
磁光晶体材料的研究现状与发展趋势 摘要：简要介绍了磁光晶体材料的一些基本理论，通过对磁光晶体材料应用的器件进行了解磁光晶体材料的优势、缺点以及发展的历程。通过不同的磁光晶体材料的介绍，了解他们的结构特性，生长过程以及生产技术。通过各种方面的了解，理解其发展的方向及其困难之处，并从中思考解决的方法。 关键词：晶体材料，旋磁光晶体，研究现状，发展趋势 Magneto-optical crystal materials' Research and Development Wu zhuofu Departement of Optoelectronic Information Engineering, Jinan University,Guangzhou,China 510632 Abstract：It introduces something about magneto-optical crystal by material and device. We use it to know history of magneto-optical crystal. We can see the strong point and the weakness about it. Understand the structure of them and solve the problem. Key Words：crystalline material , magneto-optical crystal, SituationofStudy , development
作者：非成败 作品编号：92032155GZ5702241547853215475102 时间：2020.12.13 Al2O3晶体 氧化铝晶体（白宝石，蓝宝石，Al2O3）是一种很重要的光学晶体。它具有高硬度、高熔点、高强度、高透过率、耐高温和抗腐蚀的特性，广泛地用于航空航天仪器的红外和紫外的窗口、激光工作窗口、高炉测温窗口以及太阳能电池保护罩和永不磨损手表镜面等。在窗口应用方面，它具有如下优良的特性： (1)光透过范围从300nm到5.5μm (2)3-5μm波段红外透过率大于85% (3)具有高硬度，高透过率,抗挠曲强度和抗风蚀、雨蚀的能力 (4)优良的热传导性能 (5)低散射率0.02在λ=26到31μm，880℃ 材料基本性能： CaF2晶体
折射率： MgF2晶体 氟化镁晶体被应用在环境要求很苛刻的光学系统中，它的透过波段为0.11μm--8.5μm。辐照不会导致色心的产生，它有良好的机械性能，可以承受热和机械震动，很大的外力才能使氟化镁解理。氟化镁单晶由于有微弱的双折射性能，通常的切向为光轴垂直于晶片表面。 氟化镁是一种应用很广泛的晶体，具有如下特性： (1)、在真空紫外到红外(0.11～8.5μm)波段有很高的透过率. (2)、抗撞击和热波动以及辐照 (3)、良好的化学稳定性. (4)、可用于光学棱透镜、锲角片、窗口和相关光学系统中 (5)、四方双折射晶体性能，可用于光通讯. (6)、UV 窗口材料 Ba F 2
折射率： LiF 氟化锂晶体是一种很重要的光学晶体，它具有如下优良的特性： 1、在真空紫外到红外(0.12-6μm)的波段有很高的透过率，特别是在真空紫外有优良的透过率。 材料性能：
第二章材料中的晶体结构 基本要求：理解离子晶体结构、共价晶体结构。掌握金属的晶体结构和金属的相结构，熟练掌握晶体的空间点阵和晶向指数和晶面指数表达方法。 重点：空间点阵及有关概念，晶向、晶面指数的标定，典型金属的晶体结构。难点：六方晶系布拉菲指数标定，原子的堆垛方式。 §2.1 晶体与非晶体 1.晶体的定义：物质的质点(分子、原子或离子)在三维空间作有规律的周期性重复排列所形成的物质叫晶体。 2. 非晶体：非晶体在整体上是无序的；近程有序。 3. 晶体的特征 周期性 有固定的凝固点和熔点 各向异性 4.晶体与非晶体的区别 a.根本区别：质点是否在三维空间作有规则的周期性重复排列 b.晶体熔化时具有固定的熔点,而非晶体无明显熔点,只存在一个软化温度范围 c.晶体具有各向异性，非晶体呈各向同性（多晶体也呈各向同性，称“伪各向同性”） 5.晶体与非晶体的相互转化 思考题： 常见的金属基本上都是晶体,但为什么不显示各向同性? §2.2 晶体学基础 §2.2.1 空间点阵和晶胞 1.基本概念 阵点、空间点阵 晶格 晶胞：能保持点阵特征的最基本单元
2.晶胞的选取原则： （1）晶胞几何形状能够充分反映空间点阵的对称性； （2）平行六面体内相等的棱和角的数目最多； （3）当棱间呈直角时，直角数目应最多； （4）满足上述条件，晶胞体积应最小。 3. 描述晶胞的六参数 §2.2.2 晶系和布拉菲点阵 1.晶系 2. 十四种布拉菲点阵 晶体结构和空间点阵的区别 §2.2.3 晶面指数和晶向指数 晶向：空间点阵中各阵点列的方向。 晶面：通过空间点阵中任意一组阵点的平面。 国际上通用米勒指数标定晶向和晶面。 1.晶向指数的标定 (1)建立以晶轴a，b，c为坐标轴的坐标系，各轴上的坐标长度单位分别是晶胞边
蓝宝石晶体材料应用及市场需求分析 蓝宝石晶体材料是蓝宝石单晶体的原材料，是生产LED衬底、蓝宝石视窗等产业的上游产业，因此可分析其下游产业趋势来确定其市场需求。 据预计，未来LED蓝宝石衬底市场需求量年增速超过30%，蓝宝石视窗则受益于新机型屏幕升级和智能穿戴设备的潜在高速增长，全球性的蓝宝石经济即将到来。 LED市场对蓝宝石晶体材料的需求分析 图1 蓝宝石材料的应用及趋势 1）LED衬底 LED是一种节能环保、寿命长和多用途的光源，其能量转换效率大大高于白炽灯和节能灯。衬底材料是半导体照明产业技术发展的基石，不同的衬底材料，需要不同的外延生长技术、芯片加工技术和器件封装技术，衬底材料决定了半导体照明技术的发展路线。 衬底材料的选择取决于很多条件，目前只能通过外延生长技术的变更和器件加工工艺的调整来适应不同衬底上的半导体发光器件的
研发和生产。目前能用于生产的衬底只有三种，即蓝宝石Al2O3衬底和碳化硅SiC衬底以及Si衬底等。蓝宝石的性价比不断提升将成为LED上游衬底材料的最优选择。 由图1所示，LED衬底可应用于照明、信息、笔记本电脑等诸多领域，市场整体保持快速增长，尤其是LED照明市场应用扩张明显，而蓝宝石晶体材料是LED上游衬底材料的最优选择，受其影响，也将迎来高速增长。 蓝宝石由于性能优良是最为理想的衬底材料，并且被广泛应用于光电元件中。蓝宝石的应用领域主要涉及衬底材料，军事、武器方面的应用及消费性电子智能终端等。衬底依旧是蓝宝石的重要应用领域，以LED衬底材料为主。目前来看，蓝宝石衬底材料应用为蓝宝石的最主要应用，按照法国Yole统计，蓝宝石衬底材料应用占比约75%，非衬底材料应用占比约25%。其中衬底材料中主要是半导体照明（LED）衬底材料及SOS相关产品使用，其中LED衬底材料占比约95%以上，可见LED衬底目前是蓝宝石市场的主要驱动力，现在主要应用在LED照明市场。 2、LED照明市场分析 LED应用于照明，是继日光灯、节能灯后的第三次革命。LED 的发光效率，是白炽灯的8倍，是荧光灯的2倍多。LED的光谱中没有紫外线和红外线成分，所以不会发热，不产生有害辐射。而且LED的光通量半衰期大于5万小时，可以正常使用20年，器件寿命一般都在10万小时以上，是荧光灯寿命的10倍，是白炽灯的100倍，LED这种节能、长寿的特性，使其取代其他灯具成为主流照明产品是必然趋势。另一方面，LED在大尺寸光源、景观照明、汽车车灯、低温照明等应用市场将得到进一步发展，逐步成为推动LED市场发
第六章晶体结构与晶体材料 教学目的： 掌握晶体的概念及晶体结构的特点；掌握晶体的宏观对称性；熟悉晶体的基本性质；了解晶体缺陷的重要性。 教学重点： 晶体材料：石英晶体与压电材料、钛酸钡晶体与非线性光学材料、BGO晶体材料。教学难点： 晶体的对称性与晶系。 第一节晶体的结构特点 一、晶体 晶体是由原子或分子按照一定的周期性规律在空间重复排列而成的固体物质。 二、晶体结构的特点 1. 晶体结构的特点 以NaCl晶体为例讨论晶体结构的特点。 NaCl是食盐的主要成分，市售粗盐经过重结晶可得到纯净、漂亮的NaCl晶体。NaCl晶体呈立方体外形，肉眼可以看到平滑的晶面，尖锐的顶角和笔直的棱边。NaCl晶体整齐的外形反映了晶体的内部结构规整性。用X射线衍射法测定的NaCl的晶体结构，如图6-1所示。 2. 晶胞
晶胞晶胞是晶体的一个基本结构单位，它的形状是一个平行六面体。图 6-1给出了NaCl晶体的一个晶胞，无数的这种晶胞在空间规则地重复排列就形成NaCl晶体。 要确定晶体的结构，首先要知道晶胞的大小和形状，其次要知道晶胞中原子的种类、数目和原子的坐标位置。 晶胞的大小和形状由晶胞参数规定。若把晶胞放在坐标系中，如图6-2所示，它的三条棱边a，b，c和三条棱边两两之间的夹角α，β，γ合称为晶胞参数。如NaCl晶体的晶胞参数为：a=b=c=562.8 pm，α=β=γ=90°，这种晶胞称为立方晶胞。NaCl晶体中Na+与Cl-以离子键结合，所以NaCl晶体称为离子晶体。在NaCl晶体中，一个Na+周围配有6个Cl-(配位数为6)。这6个配位Cl-形成一个八面体，Na+处于八面体的空隙中。同样地，以一个Cl-为中心，周围也配有6个Na+，Cl-也处于Na+的八面体空隙中。由此可见，NaCl只是个化学式，整块NaCl 晶体是个巨大的分子，把NaCl看作一个分子(或分子式)是不确切的。 3. 结构基元 结构基元是指晶体中作周期性规律重复排列的那一部分内容。它是晶体中重复排列的基本单位，必须满足化学组成相同、空间结构相同、排列取向相同和周围环境相同的条件。晶胞中含一个结构基元的称为素晶胞，含2个和2个以上结构基元的称复晶胞。图6-1的NaCl晶胞中含4个Na—Cl结构基元，是面心立方型式的复晶胞。图6-3给出了CsCl晶体和金属钨晶体的晶胞结构。CsCl晶胞中只含1个结构基元(Cs—Cl)，所以是素晶胞，它是立方晶胞，故称为简单立方。
常用晶体材料
Al2O3晶体 氧化铝晶体（白宝石，蓝宝石， Al2O3）是一种很重要的光学晶体。它具有高硬度、高熔点、高强度、高透过率、耐高温和抗腐蚀的特性，广泛地用于航空航天仪器的红外和紫外的窗口、激光工作窗口、高炉测温窗口以及太阳能电池保护罩和永不磨损手表镜面等。在窗口应用方面，它具有如下优良的特性： (1)光透过范围从300nm到5.5μm (2)3-5μm波段红外透过率大于85% (3)具有高硬度，高透过率,抗挠曲强度和抗风蚀、雨蚀的能力 (4)优良的热传导性能 (5)低散射率0.02在λ=26到31μm，880℃ CaF2晶体 折射率： 仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除谢谢2
MgF2晶体 氟化镁晶体被应用在环境要求很苛刻的光学系统中，它的透过波段为0.11μm--8.5μm。辐照不会导致色心的产生，它有良好的机械性能，可以承受热和机械震动，很大的外力才能使氟化镁解理。氟化镁单晶由于有微弱的双折射性能，通常的切向为光轴垂直于晶片表面。 氟化镁是一种应用很广泛的晶体，具有如下特性： (1)、在真空紫外到红外(0.11～8.5μm)波段有很高的透过率. (2)、抗撞击和热波动以及辐照 (3)、良好的化学稳定性. (4)、可用于光学棱透镜、锲角片、窗口和相关光学系统中 (5)、四方双折射晶体性能，可用于光通讯. (6)、UV 窗口材料 Ba F2 仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除谢谢3
折射率： LiF 氟化锂晶体是一种很重要的光学晶体，它具有如下优良的特性： 1、在真空紫外到红外(0.12-6μm)的波段有很高的透过率，特别是在真空紫外有优良的透过率。 仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除谢谢4
氧化铝晶体（白宝石，蓝宝石，Al2O3）是一种很重要的光学晶体。它具有高硬度、高熔点、高强度、高透过率、耐高温和抗腐蚀的特性，广泛地用于航空航天仪器的红外和紫外的窗口、激光工作窗口、高炉测温窗口以及太阳能电池保护罩和永不磨损手表镜面等。在窗口应用方面，它具有如下优良的特性： (1)光透过范围从300nm到5.5μm (2)3-5μm波段红外透过率大于85% (3)具有高硬度，高透过率,抗挠曲强度和抗风蚀、雨蚀的能力 (4)优良的热传导性能 (5)低散射率0.02在λ=26到31μm，880℃ CaF2晶体 氟化钙晶体是一种很重要的光学晶体，它具有如下优良的特性： 折射率：
氟化镁晶体被应用在环境要求很苛刻的光学系统中，它的透过波段为0.11μm--8.5μm。辐照不会导致色心的产生，它有良好的机械性能，可以承受热和机械震动，很大的外力才能使氟化镁解理。氟化镁单晶由于有微弱的双折射性能，通常的切向为光轴垂直于晶片表面。 氟化镁是一种应用很广泛的晶体，具有如下特性： (1)、在真空紫外到红外(0.11～8.5μm)波段有很高的透过率. (2)、抗撞击和热波动以及辐照 (3)、良好的化学稳定性. (4)、可用于光学棱透镜、锲角片、窗口和相关光学系统中 (5)、四方双折射晶体性能，可用于光通讯. (6)、UV 窗口材料 BaF2
折射率： LiF 氟化锂晶体是一种很重要的光学晶体，它具有如下优良的特性： 1、在真空紫外到红外(0.12-6μm)的波段有很高的透过率，特别是在真空紫外有优良的透过率。 材料性能： YVO4晶体 钒酸钇晶体是一种具有优良的物理和光学特性的双折射单晶。由于它具有较大的透过范围、透光度高、大的双折射、易于加工等特点，所以广泛应用于光学组件如光纤光隔离器、环形器、分光
Al2O3晶体 氧化铝晶体（白宝石，蓝宝石，Al2O3）是一种很重要的光学晶体。它具有高硬度、高熔点、高强度、高透过率、耐高温和抗腐蚀的特性，广泛地用于航空航天仪器的红外和紫外的窗口、激光工作窗口、高炉测温窗口以及太阳能电池保护罩和永不磨损手表镜面等。在窗口应用方面，它具有如下优良的特性： (1)光透过范围从300nm到5.5μm (2)3-5μm波段红外透过率大于85% (3)具有高硬度，高透过率,抗挠曲强度和抗风蚀、雨蚀的能力 (4)优良的热传导性能 (5)低散射率0.02在λ=26到31μm，880℃ 熔点2050 o C 密度 3.91g/m3 莫氏硬度9 杨氏模量53 Mpsi 透过波段300nm-5.5μm CaF2晶体 密度 3.18 g/cm3 熔点1357~1360℃ 晶格常数 5.46 ? 努普硬度178 [100], 160 [110]kg/mm2 介电常数 6.76 ，105HZ 晶体类型cubic, CaF2 type structure 解离面(111) 应用紫外激光窗口材料 折射率： 波长, 0.19 0.21 0.25 0.33 0.41 0.88 2.65 3.90 5.00 6.20 7.00 8.22 μm
折射率 1.51 1.49 1.47 1.45 1.44 1.43 1.42 1.41 1.40 1.38 1.36 1.34 MgF2晶体 氟化镁晶体被应用在环境要求很苛刻的光学系统中，它的透过波段为0.11μm--8.5μm。辐照不会导致色心的产生，它有良好的机械性能，可以承受热和机械震动，很大的外力才能使氟化镁解理。氟化镁单晶由于有微弱的双折射性能，通常的切向为光轴垂直于晶片表面。 氟化镁是一种应用很广泛的晶体，具有如下特性： (1)、在真空紫外到红外(0.11～8.5μm)波段有很高的透过率. (2)、抗撞击和热波动以及辐照 (3)、良好的化学稳定性. (4)、可用于光学棱透镜、锲角片、窗口和相关光学系统中 (5)、四方双折射晶体性能，可用于光通讯. (6)、UV 窗口材料 Ba F2 密度 4.89 g/cm3, at 20°C 熔点1354°C 摩尔质量175.36 晶格常数 6.196 ? 热导率7.1 W/(m K), at 38°C 比热456 J/(kg K) 热膨胀系数16.5 ~ 19.2 ×10–6 / K,± 60°C 努普硬度82kg/mm2 莫氏硬度 3 杨氏模量53.05GPa 剪切模量25.4GPa 体积弹性模量56.4GPa 介电常数7.33,2×106HZ 水中溶解度0.17 g / 100 g，10℃ 晶体类型立方晶系 解离面(111) 泊松比0.343
晶体应用基础知识 石英晶体振荡器是高精度和高稳定度的振荡器，被广泛应用于彩电、计算机、遥控器等各类振荡电路中，以及通信系统中用于频率发生器、为数据处理设备产生时钟信号和为特定系统提供基准信号。 一、石英晶体振荡器的基本原理 1、石英晶体振荡器的结构 石英晶体振荡器是利用石英晶体（二氧化硅的结晶体）的压电效应制成的一种谐振器件，它的基本构成大致是：从一块石英晶体上按一定方位角切下薄片（简称为晶片，它可以是正方形、矩形或圆形等），在它的两个对应面上涂敷银层作为电极，在每个电极上各焊一根引线接到管脚上，再加上封装外壳就构成了石英晶体谐振器，简称为石英晶体或晶体、晶振。其产品一般用金属外壳封装，也有用玻璃壳、陶瓷或塑料封装的。 2、压电效应 若在石英晶体的两个电极上加一电场，晶片就会产生机械变形。反之，若在晶片的两侧施加机械压力，则在晶片相应的方向上将产生电场，这种物理现象称为压电效应。如果在晶片的两极上加交变电压，晶片就会产生机械振动，同时晶片的机械振动又会产生交变电场。在一般情况下，晶片机械振动的振幅和交变电场的振幅非常微小，但当外加交变电压的频率为某一特定值时，振幅明显加大，比其他频率下的振幅大得多，这种现象称为压电谐振，它与LC回路的谐振现象十分相似。它的谐振频率与晶片的切割方式、几何形状、尺寸等有关。 3、符号和等效电路 石英晶体谐振器的符号和等效电路如图2所示。当晶体不振动时，可把它看成一个平板电容器称为静电电容C，它的大小与晶片的几何尺寸、电极面积有关，一般约几个PF到几十PF。当晶体振荡时，机械振动的惯性可用电感L来等效。一般L的值为几十mH 到几百mH。晶片的弹性可用电容C来等效，C的值很小，一般只有0.0002～0.1pF。晶片振动时因摩擦而造成的损耗用R来等效，它的数值约为100Ω。由于晶片的等效电感很大，而C很小，R也小，因此回路的品质因数Q很大，可达1000～10000。加上晶片本身的谐振频率基本上只与晶片的切割方式、几何形状、尺寸有关，而且可以做得精确，因此利用石英谐振器组成的振荡电路可获得很高的频率稳定度。 4、谐振频率 从石英晶体谐振器的等效电路可知，它有两个谐振频率，即（1）当L、C、R支路发生串联谐振时，它的等效阻抗最小（等于R）。串联揩振频率用fs 表示，石英晶体对于串联揩振频率fs呈纯阻性，（2）当频率高于fs时L、C、R 支路呈感性，可与电容C。发生并联谐振，其并联频率用fd表示。 根据石英晶体的等效电路，可定性画出它的电抗—频率特性曲线如图2e所示。可见当频率低于串联谐振频率fs或者频率高于并联揩振频率fd时，石英晶体呈容性。仅在fs＜f＜fd极窄的范围内，石英晶体呈感性。 二、石英晶体振荡器类型特点 石英晶体振荡器是由品质因素极高的石英晶体振子（即谐振器和振荡电路组成。晶体的品质、切割取向、晶体振子的结构及电路形式等，共同决定振荡器的性能。国际电工委员会（IEC）将石英晶体振荡器分为4类：普通晶体振荡（SPXO），电压控制式晶体振荡器（VCXO），温度补偿式晶体振荡（TCXO），恒温控制式晶体振荡（OCXO）。目前发展中的还有数字补偿式晶体振荡器（DCXO）等。
第26卷 第3期Vol 126 No 13材 料 科 学 与 工 程 学 报Journal of Materials Science &Engineering 总第113期J un.2008 文章编号:167322812(2008)0320467206 不同人工晶体材料的特性 崔海坡 (上海理工大学医疗器械与食品学院,上海 200093) 【摘 要】 人工晶体材料由最初的聚甲基丙烯酸甲酯发展到今天的丙烯酸酯多聚物等,一直在不断地改良变 化。不同人工晶体材料的性能各有其局限性,选择一种合适的人工晶体对白内障复明手术具有十分重要的意义。本文对目前常用的人工晶体材料基本性能及其优缺点进行了综述,并对不同人工晶体材料的临床性能进行了详实的对比分析,从而为人工晶体生产者及临床医师在选择人工晶体材料时提供一定的参考。 【关键词】 人工晶体;材料;性能;对比中图分类号:TB39 文献标识码:A Matreial Properties of Different Intraocular Lens CUI H ai 2po (College of Medical Device and food ,U niversity of Shangh ai for Science and T echnology ,Shanghai 200093,China) 【Abstract 】 The materials of intraocular lens (IOL )starting to improve and alter all along is exercised f rom the original polymethylmethacrylate to present acrylic.Every type material has defects itself.The right selection of intraocular lens is a vital element for deciding whether or not the cataract operation can be implemented successf ully.The essential properties of IOL materials are summarized.Emphasis is placed on the comparison and analysis of clinic characteristics for the different materials ,which may provide further assistance in the choosing of IOL materials for the IOL producer and therapist. 【K ey w ords 】 intraocular lens ;material ;property ;comparison 收稿日期:2007207204;修订日期:2007209212 作者简介:崔海坡(1978-),讲师,博士,主要研究方向为材料力学、材料的生物相容性。E 2mail :h _b _cui @https://www.doczj.com/doc/5e17853844.html, 。 1 引 言 白内障是最常见的致盲眼病之一,我国目前至少有400 万因白内障致盲的患者,而且白内障致盲人数每年新增加约为40万人[1]。目前白内障无特殊的预防方法,手术治疗几乎是唯一有效的措施。人工晶体(intraocular lens )是白内障手术时植入人眼内的精密光学部件,多用在白内障手术后,代替摘除的自身混浊晶体。因人而异选择不同材质、不同特性和类型的人工晶体,对白内障患者术后效果和生活质量有着十分重要的意义。 人工晶体植入技术起始于1949年11月,英国眼科医生Ridley 第一次将自制的人工晶体植入患者眼内。50多年来,尤其是近10多年来,研究者们对各种材料的人工晶体都作了大量的实验研究,测试了人工晶体材料的相关生物学性能及其临床特性。然而,目前对不同材料人工晶体各方面性能都进行详细对比分析的文献还很少见。本文对目前常用的人工晶体材料基本性能及其优缺点进行了综述,并对不同人工晶体材料的临床性能进行了详实的对比分 析,这些性能与人工晶体植入术后临床并发症密切相关,对 它们的了解可以为临床医师选择人工晶体材料时提供参考,并有助于其在细胞和分子水平上了解术后并发症的发病机制。 2 人工晶体材料的基本特性 制造人工晶体的材料应具备以下特点[2]:(1)光学性能 好,屈光指数高,可见光透过率高(透光率大于90%);(2)质量轻、抗拉力强;(3)眼内理化性能稳定,耐用性强,无生物降解作用;(4)无毒,无致炎、致癌性;(5)无抗原性;(6)易加工。人工晶体从材料上分,有硬性材料聚甲基丙烯酸甲酯(polymethylmethacryte ,PMMA ),俗称有机玻璃;软性材料有硅凝胶、水凝胶等,以及由PMMA 衍生出来的丙烯酸酯类人工晶体。2.1 聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA) PMMA 自1933年开始用于工业制品中,并最先被人们用来制造人工晶体,经50多年的临床验证表明,PMMA 材料具有很好的物理特性:质轻、不易破碎、性能稳定、耐用,
氧化铝晶体（白宝石，蓝宝石， Al2O3）是一种很重要的光学晶体。它具有高硬度、高熔点、高强度、高透过率、耐高温和抗腐蚀的特性，广泛地用于航空航天仪器的红外和紫外的窗口、激光工作窗口、高炉测温窗口以及太阳能电池保护罩和永不磨损手表镜面等。在窗口应用方面，它具有如下优良的特性： (1)光透过范围从300nm到5.5μm (2)3-5μm波段红外透过率大于85% (3)具有高硬度，高透过率,抗挠曲强度和抗风蚀、雨蚀的能力 (4)优良的热传导性能 (5)低散射率0.02在λ=26到31μm，880℃ CaF2晶体 氟化钙晶体是一种很重要的光学晶体，它具有如下优良的特性： 折射率：
氟化镁晶体被应用在环境要求很苛刻的光学系统中，它的透过波段为0.11μm--8.5μm。辐照不会导致色心的产生，它有良好的机械性能，可以承受热和机械震动，很大的外力才能使氟化镁解理。氟化镁单晶由于有微弱的双折射性能，通常的切向为光轴垂直于晶片表面。 氟化镁是一种应用很广泛的晶体，具有如下特性： (1)、在真空紫外到红外(0.11～8.5μm)波段有很高的透过率. (2)、抗撞击和热波动以及辐照 (3)、良好的化学稳定性. (4)、可用于光学棱透镜、锲角片、窗口和相关光学系统中 (5)、四方双折射晶体性能，可用于光通讯. (6)、UV 窗口材料 Ba F2
折射率： LiF 氟化锂晶体是一种很重要的光学晶体，它具有如下优良的特性： 1、在真空紫外到红外(0.12-6μm)的波段有很高的透过率，特别是在真空紫外有优良的透过率。
YVO4晶体 钒酸钇晶体是一种具有优良的物理和光学特性的双折射单晶。由于它具有较大的透过范围、透光度高、大的双折射、易于加工等特点，所以广泛应用于光学组件如光纤光隔离器、环形器、分光器，还有其它的偏振光学器件等。 钒酸钇是用提拉法生长的正向单轴晶体,具有较好的机械和物理特性，宽的透过范围和大的双折射率使它成为了理想的光偏振组件。在许多的应用方面，它是方解石和金红石的多种应用优良的人造的替代品，如光纤光学隔离器和循环器、分束器，格兰起偏器以及其它起偏器等。 与其它双折射晶体相比较: 与方解石相比，钒酸钇具有更好的温度稳定性及物理和机械特性。方解石易潮解和低硬度是使得很难得到高光学质量晶体。 与高硬度的金红石 (TiO2)相比，钒酸钇更易于进行光学表面加工，这也就相应降低了加工成本，尤其对批量生产来说。 与铌酸锂相比，它们具有相似的机械和物理性能，钒酸钇的双折率确比铌酸锂大三倍，这使得设计更加紧凑。 ZnS晶体和ZnSe晶体 硫化锌和硒化锌（ZnS和ZnSe）晶体具有如下优良的特性，是一种很重要的光学晶体，特别是应用于远红外波段。 CVD ZnSe的透光范围为0.5μm--22μm，用于高能CO2激光。单晶的ZnSe具有更低的吸收，从而更适合CO2光学系统。
功能材料的分类与应用 吉林农业大学资源与环境学院 摘要：随着时代的发展,各式各样的材料走进人们的生活中,功能材料也越来越多的应用到各行各业.功能材料已经是新材料领域的核心,是国民经济、社会发展及国防建设的基础和先导。本文从功能技术材料、功能无机非金属材料、功能高分子材料、功能晶体材料、功能复合材料、具有特殊结构的功能材料等方面对功能材料进行了分类和描述，概述了功能材料在航天领域、环保领域以及防伪领域上的应用。 关键词：功能材料；分类；应用 功能材料是新材料领域的核心，是国民经济、社会发展及国防建设的基础和先导。它涉及信息技术、生物工程技术、能源技术、纳米技术、环保技术、空间技术、计算机技术、海洋工程技术等现代高新技术及其产业。功能材料不仅对高新技术的发展起着重要的推动和支撑作用，还对我国相关传统产业的改造和升级，实现跨越式发展起着重要的促进作用。 1功能材料定义 功能材料是以物理性能为主的工程材料的统称，即指在电、磁、声、光、热等方面具有特殊性质，或在其作用下表现出特殊功能的材料[1 ]。 2功能材料的分类 2.1功能金属材料[2] 2.1.1电性材料 包括导电材料：电阻材料，电阻敏感材料-应变电阻、热敏电阻、光敏电阻；电热材料；热电材料，主要用作热电偶。 2.1.2磁性材料 具有能量转换、存储或改变能量状态的功能,按矫顽力大小分为硬磁、半硬磁、软磁材料3种，广泛应用于计算机、通讯、自动化、音响、电机、仪器仪表、航空航天、农业、生物与医疗等技术领域。应用较多的有：金属软磁材料，金属永磁材料，磁致伸缩材料，铁氧体磁性材料。 2.1.3超导材料 具有零电阻特性、迈斯纳效应、磁通量子化和约瑟夫森效应。常规超导体；高温超导体：镧锶铜氧化物(La - Sr - Cu - O )、钇钡铜氧化物( YBa2Cu3O7 -δ) 、铋锶钙铜氧化物(Bi - Sr - Ca - Cu- O)、铊钡钙铜氧化物(Tl - Ba - Ca - Cu - O)、汞钡钙铜氧化物(Hg - Ba - Ca - Cu - O)、无限层超导体、钕铈铜氧化物(Nd - Ce - Cu - O) ；其它类型超导材料：金属间化合物(R - T - B - C)超导体，有机超导体和碱金属掺杂的C60超导体，重费米子超导体。 2.1.4膨胀材料和弹性材料 膨胀合金(低膨胀合金又称因瓦合金)，定膨胀合金又称封接合金、高膨胀合金，主要用作热双金属的主动层；弹性合金(包括高弹性合金)，主要用于航空仪表、精密仪表和精密机
晶体学和晶体材料研究的进展 作者：王皖燕博士 中国科学院物理研究所 随着计算机技术和激光技术的发展，人类已经走进了崭新的光电子时代；而实现这一巨大变化的物质基础不是别的，正是硅单晶和激光晶体。可以断言，晶体材料的进一步发展，必将谱写出人类科技文明的新篇章。 一、人类对晶体的认识过程及有关晶体的概念 1．人类对晶体的认识过程 什么是晶体?从古至今，人类一直在孜孜不倦地探索着这个问题。早在石器时代，人们便发现了各种外形规则的石头，并把它们做成工具，从而揭开了探求晶体本质的序幕。之后，经过长期观察，人们发现晶体最显著的特点就是具有规则的外形。 1669年，意大利科学家斯丹诺(Nicolaus Steno)发现了晶面角守恒定律，指出在同一物质的晶体中，相应晶面之间的夹角是恒定不变的。接着，法国科学家阿羽依(Rene Just Hauy)于1784年提出了著名的晶胞学说，使人类对晶体的认识迈出了一大步。根据这一学说，晶胞是构成晶体的最小单位，晶体是由大量晶胞堆积而成的。 1885年，这一学说被该国科学家布喇菲(A．Bravais)发展成空间点阵学说，认为组成晶体的原子、分子或离子是按一定的规则排列的，这种排列形成一定形式的空间点阵结构。1912年，德国科学家劳厄(Max van Lane)对晶体进行了X射线衍射实验，首次证实了这一学说的正确性，并因此获得了诺贝尔物理奖。 2．晶体的概念 具有空间点阵结构的物体就是晶体，空间点阵结构共有14种。例如，食盐的主要成份氯化钠(NaCl)具有面心立方结构，是一种常见的晶体。此外，许多金属(如钨、钼、钠、常温下的铁等)都具有体心立方结构，因而都属于晶体。 值得注意的是，在晶体中，晶莹透明的有很多，但是，并不是所有透明的固体都是晶体，如玻璃就不是晶体。这是因为，组成玻璃的质点只是在一个原子附近的范围内作有规则的排列，而在整个玻璃中并没有形成空间点阵结构。 3．天然晶体与人工晶体 晶体分成天然晶体和人工晶体。千百年来，自然界中形成了许多美丽的晶体，如红宝石、蓝宝石、祖母绿等，这些晶体叫做天然晶体。
常用闪烁晶体及材料物理性能 材料名称碘化钠 Nal(TI)碘化铯 CsI(Na) 氟化钡 BaF2 氟化钙 CaF2(Eu) 锗酸铋 BGO 钨酸铬 CdWO4 钨酸铅 PbWO4 铝酸钇 YAP:Ce 硅酸扎 GSO:Ce 硅酸镥 LSO:Ce 折射率 n 1.77-1.85 1.84 1.54low 1.50high 1.47 2.15 2.3 2.16 1.94 1.85 1.82 膨胀系数K-147.4x10-649 x 10-618.4 x 10-619.5 x 10-67 x 10-610.2 x 10-6 发射波长nm415520220:310435480470: 540420;450390450440截止波长nm320300135395320 衰减常数ns2506300.7；6300.94vs3005ms；20ms<10; 36035 (10)6040 [%ofNaI(Tl)]100855；165015 - 2025 - 300.3fast 0.2slow 403075 余辉[%]after 6ms 0.5 - 5.0 after 6ms < 0.3 After 3ms 0.005 After 3ms 0.1
光产额Pho/MeV γ38 x 10340 x 103 6.5 x 103 2.5 x 103 19 x 1038 - 10 x 103 1.2 - 1.5 x 1018 x 103 潮解性yes yes no no no no no no no no 解理面100no111111no010 辐射长度cm 2.59 1.85 2.06 1.12 1.000.85 1.83 1.39 1.14辐照硬度rad103>103105-7104-5103-8>106106>108>106比重g/cm3 3.67 4.51 4.88 3.187.137.98.28 5.35 6.317.41硬度莫氏 2.22345 4.28.5 熔点℃65062113541418105016851123187519502050
晶体塑性理论在定向结晶材料与构件上的应用 中国机械工程 CHINA MECHANICAL ENGINEERING 1999年 第19卷第1期No.1 Vol.191999 晶体塑性理论在定向结晶材料与构件上的应用* 岳珠峰 吕震宙 摘要 将晶体塑性理论应用于定向结晶材料与构件分析之中。首先结合试验结果，由单晶体的材料基本常数推得横观各向同性的5个材料参数，进一步研究了晶粒数对这5个参数的影响，并给出其分布规律；其次以一真实叶片为例，给出其在考核工况下的蠕变响应，与试车结果比较，得到晶体塑性理论分析定向结晶结构的合理性。 关键词 晶体塑性理论 定向结晶材料 蠕变响应 横观各向同性 中国图书资料分类法分类号 TG113 The Application of Crystallographic Theory on the Directionally Solidified Materials and Structures Yue Zhufeng Lu Zhenzhou (Northwestern Polytechnical University,Xi′an,China) Abstract：The crystallographic theory was applied to the directionally solidified materials and structures. Firstly, combined with the experimental data, the five elastic parameters are deduced from the material parameters of single crystal. The effect of number of crystals on the five parameters has been discussed and their distributions have also been given out. Then, taking a real blade as an example, the creep behavior of directionally solidified turbine blades has been analyzed. From the comparison with the experiments, one can see the agreement of application of crystallographic theory on the directionally solidified materials and structures. Key words：crystallographic theory directionally solidified material creep behavior trans-isotropy 定向结晶合金是通过定向凝固铸造而成的，也称为柱晶，即所有的晶粒具有相同的结晶方向，一般为［001］取向，没有横向晶界。该材料广泛地应用于先进发动机的热端构件。 定向结晶合金是一种各向异性材料，唯象方法通常假设为横观各向同性，即横截面上为各向同性，而结晶方向则呈现不同的性能。正如将常规多晶合金简化成 file:///E|/qk/zgjxgc/zgjx99/zgjx9901/990121.htm（第 1／8 页）2010-3-23 15:21:52