人造石英的制造方法
人造石英通過使用立式高壓釜(高溫高壓容器)的水熱溫差法制造.通過對(duì)流控制板將高壓釜分成兩個(gè)上室和下室.上部是晶種,下部是熔化區(qū).之后,在高壓釜中加入約60-80％的自由空間稀釋堿性溶液,蓋上蓋子并用加熱器加熱.
如果高壓釜的上部為約300-320℃且下部為約380-400℃,則由于堿性溶液的膨脹和壓縮,壓力將為約130-145MPa.
在高溫高壓下,高壓釜底部的原料溶解在堿性溶液中,成為SiO2的飽和溶液.由于高壓釜頂部和底部之間的溫差,該飽和溶液通過對(duì)流而上升.當(dāng)溫度達(dá)到高壓釜的頂部時(shí),溫度低,因此它變得過飽和,并且對(duì)應(yīng)于溶解度溫度差的SiO2沉積在晶種上.之后,溶液下降,原料再次溶解在高壓釜的底部,變成飽和的SiO2溶液,并開始通過對(duì)流上升.通過重復(fù)這一點(diǎn),晶體連續(xù)生長.
術(shù)語解釋
以下是人造石英的主要術(shù)語.
| 人造石英 | 這是通過水熱溫差法生長的α晶體的單晶。 |
| 生長粗糙 | 它是一種已經(jīng)種植的人造石英。 |
| Lumbard粗糙 | 使用＃80金剛石砂輪將X和Z表面加工成指定尺寸和角度的人造石英。 |
| Y吧粗糙 | 使用在Y軸方向上伸長的棒狀籽晶生長的人造晶體。 |
| Z板粗糙 | 使用在Y軸方向上長且在X軸方向上寬的板狀籽晶生長的人造晶體。 |
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異物
（包含）
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人造石英中固體夾雜物的通稱，可以通過折射率接近人造石英的液體中的散射光觀察到。主要的外來物質(zhì)是隕石和emeryucite。通過高壓釜，來自生長框架的Fe，來自溶液的Na和作為原料的SiO2在高溫和高壓下的反應(yīng)來生產(chǎn)礬土和堇青石。 |
| 雙胞胎 | 兩個(gè)或多個(gè)晶體結(jié)晶連接到單晶，它們相對(duì)于特定的平面或軸以對(duì)稱關(guān)系連接。在人造石英中產(chǎn)生的大多數(shù)雙胞胎是電雙胞胎，這種雙胞胎影響人造石英的形狀，但它可以很容易地在視覺上識(shí)別。 |
| 正確的水晶，左水晶 | 有正確的水晶和左水晶。這是由于光學(xué)旋轉(zhuǎn)的差異和其他物理常數(shù)完全相同。因此，如果切割方向正確，則不會(huì)影響晶體單元的特性。通常使用的是正確的水晶。 |
| 區(qū) | 表示在晶種周圍生長的區(qū)域，具有Z，+ X，-X和S區(qū)域。 |
| 紅外吸收系數(shù)α |
通過紅外分光光度計(jì)測(cè)量的值用于人造石英的紅外吸收系數(shù)α。這是在人造石英的紅外透射率曲線中從3800至3000cm-1附近的OH基團(tuán)的吸收特性獲得的值。通常，使用波數(shù)3585,3500和3410cm-1的吸收系數(shù)。
（作為參考，紅外Q值也如前所示。）
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| 蝕刻通道 | 當(dāng)蝕刻晶體時(shí)沿晶體中的線缺陷出現(xiàn)的管狀腔稱為蝕刻通道。當(dāng)諸如音叉晶體單元和倒置臺(tái)面晶體單元的晶體處理伴隨著蝕刻時(shí)，具有低蝕刻溝道密度的人造石英特別適合。 |
自然
部件:SiO2
水晶系統(tǒng):三方
水晶集團(tuán):D3(32)
格子常數(shù):a=4.9027+70x10-6(T-18)kX
c=5.3934+47x10-6(T-18)kX1
kX=1.002063±0.000007?
密度:2.649克/立方厘米
α-β轉(zhuǎn)變溫度:573℃
使用注意事項(xiàng)
使用人造石英前請(qǐng)仔細(xì)閱讀以下內(nèi)容.
晶體在573℃經(jīng)歷相變并從α晶體變?yōu)棣戮w.該相變是可逆的,但是產(chǎn)生孿晶,因?yàn)楫?dāng)從β晶體轉(zhuǎn)變?yōu)棣辆w時(shí),轉(zhuǎn)變不會(huì)均勻地發(fā)生.因此,請(qǐng)注意不要超過此溫度(573°C).
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