|
水晶的工業(yè)應(yīng)用
（作者未知） 2012/5/7
摘要
本品為寶石級(jí)的石英，主要成份是SiO2，為透明至半透明的結(jié)晶體，SiO2的結(jié)晶體很復(fù)雜，在不同溫度下存在三種結(jié)晶形態(tài)，常溫至870℃是石英晶體的穩(wěn)定區(qū)，SiO2屬三方晶系，比重2.7，硬度7。熔點(diǎn)在1713℃以上，耐溫，耐酸堿，導(dǎo)熱性差，化學(xué)性能穩(wěn)定，一個(gè)完美結(jié)晶的水晶具壓電效應(yīng)。性質(zhì)決定用途。
一、 水晶的性質(zhì)
水晶一般為無色透明，也常見粉色茶色以及黃色。水晶耐溫性好，耐酸堿性好。導(dǎo)熱性差、化學(xué)性能穩(wěn)定，而且水晶有良好的壓電性能。到上世紀(jì)二十年代，發(fā)現(xiàn)其有振蕩現(xiàn)象。以下介紹其物理性能。
1.1水晶的熱性能
水晶經(jīng)不起高溫?zé)釠_擊，它遇高溫升至573℃左右時(shí)會(huì)急據(jù)地膨脹破裂轉(zhuǎn)化成其它晶體形態(tài)。石英加熱到870℃在條件（含F(xiàn)e\Ca等礦化劑時(shí)）成熟的情況下會(huì)轉(zhuǎn)變成鱗石英，這一轉(zhuǎn)變?yōu)槁兓�，在高溫下長時(shí)間才能形成。鱗石英屬斜方晶系，比重工2.3，硬度7，它們的每一個(gè)變化都伴隨著體積變化，鱗石英準(zhǔn)卻時(shí)不會(huì)再轉(zhuǎn)變成石英。當(dāng)溫度升高到1470℃時(shí)，石英和鱗石英都會(huì)轉(zhuǎn)變成方石英，這一轉(zhuǎn)變也是慢轉(zhuǎn)變，必須有足夠的時(shí)間。方石英高溫時(shí)是等軸晶系，當(dāng)它冷卻到200℃左右，又會(huì)變態(tài)成低溫型云石英，而且是急轉(zhuǎn)變。當(dāng)溫度達(dá)到1470——1713℃時(shí)是方石英的穩(wěn)定區(qū)域，方石英的低溫型屬正方晶系，方石英比重2.4，硬度6——7，方石英冷卻時(shí)不會(huì)再轉(zhuǎn)變成石英。這里有一個(gè)很重要的現(xiàn)象，石英的穩(wěn)定溫區(qū)為常溫870℃，鱗石英的穩(wěn)定溫區(qū)為870——1470℃；方石英的穩(wěn)定區(qū)為期不遠(yuǎn)1470——1713℃，高于1713℃就熔化，有如冰化成水；石英變?yōu)轺[石英或鱗石英變?yōu)榉绞�，石英變�(yōu)榉绞�，都是慢轉(zhuǎn)變，要條件成熟才能轉(zhuǎn)變，而且是不可逆的，即鱗石英和方石英不會(huì)再變成石英；假如石英再升溫時(shí)沒有轉(zhuǎn)變成鱗石英，假如石英、鱗石英在方石英穩(wěn)定溫區(qū)沒來得及轉(zhuǎn)變成方石英，當(dāng)溫度升到1713℃以上時(shí)可以直接熔化后制成石英玻璃。方石英的理論熔點(diǎn)1713℃，不論鱗石英、方石英、石英哪一種，SiO2結(jié)晶升溫到1713℃都會(huì)熔化后制成石英玻璃，但熔化后的熔液粘度很大。1713℃時(shí)熔液粘度是108Pas,其軟硬程度相當(dāng)于20℃的瀝青。所以實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)石英玻璃熔融溫度為1900——2000℃。
1.2水晶的壓電性能
天然水晶具有壓電性，而且天然水晶平均每秒可以釋放出八百萬次的振蕩，這之間蘊(yùn)藏著強(qiáng)大且豐沛的能量。并且天然水晶經(jīng)過地球動(dòng)輒千萬年以上的粹煉，長期與大自然間共振及互動(dòng)，其正向磁場(chǎng)隱藏著巨大且無限的能量波。對(duì)于長期暴露在負(fù)向磁場(chǎng)的我們，佩帶天然水晶有助于將自身量頻率轉(zhuǎn)化為更強(qiáng)大的正向磁場(chǎng)請(qǐng)且釋放，進(jìn)而影響到我們平常的生活、工作、交友或?qū)W業(yè)的表現(xiàn)。另外水晶可以制成水晶工藝品和水晶內(nèi)雕等。
1.3水晶的振蕩性能
石英具有振蕩現(xiàn)象，當(dāng)水晶通電時(shí)，水晶會(huì)膨脹，截?cái)嚯娏鲿r(shí)便收縮到原來大小；不斷快速地重復(fù)供電、停電，水晶則不斷的脹縮振蕩，而振蕩的頻率卻極為穩(wěn)定。因?yàn)檎袷庮l率高速而穩(wěn)定，所以水晶便被制成芯片，是電器零件不可或缺的原材料。
二水晶的功能
目前水晶已經(jīng)被確定有五大功能：聚焦折射、儲(chǔ)存數(shù)據(jù)、傳遞訊息、能源轉(zhuǎn)換、能量擴(kuò)大。
（1）聚焦折射
古時(shí)人類已發(fā)現(xiàn)水晶有聚焦功能，也可把光線折射，通過水晶這特點(diǎn)可造出凸透鏡、凹透鏡等。于雷射運(yùn)用中芯片和光速之合用，可使于讀秒聲中測(cè)出地球與月球之間的距離，利用晶體的特性可以激發(fā)出高能量光束、強(qiáng)大高度平行，精密者可用于眼科手術(shù)，巨大者可運(yùn)用在如[星戰(zhàn)計(jì)劃]中摧毀來襲的飛彈等等。
（2）存儲(chǔ)數(shù)據(jù)
當(dāng)有數(shù)據(jù)通過水晶，這些信息會(huì)被水晶記下，計(jì)算機(jī)體內(nèi)的芯片正是有些功能。到了近代所制造出的光譜儀的鏡片、棱鏡等。壓電下的水晶會(huì)帶正負(fù)不同電荷，這也是計(jì)算機(jī)二進(jìn)制中的0與1，沒錯(cuò)這就是計(jì)算機(jī)的基礎(chǔ)。一直發(fā)展到至今，這種儲(chǔ)存記憶的容量驚人，可以將大英百科全書全部的數(shù)據(jù)輸入在比橡皮擦更小的體積內(nèi)。
（3）信息傳遞
很多電器中的信息傳遞也要靠芯片，因?yàn)樗д袷幍念l率穩(wěn)定，用來傳遞訊號(hào)誤差很小，由于水晶芯片的振蕩極精準(zhǔn)，且極有規(guī)律，除了可以作電子表的時(shí)間控制外，還可執(zhí)行電算機(jī)的精密計(jì)算，更可用來作計(jì)算機(jī)與計(jì)算機(jī)間巨大信息的傳輸。
（4）能源轉(zhuǎn)換
水晶可把不同能源轉(zhuǎn)換成其它能源，例如把電能轉(zhuǎn)化成光能，熱能、聲能、磁能，又可把這些能源轉(zhuǎn)換成電能。太陽能轉(zhuǎn)換成電能便需靠集熱芯片。可將能源形態(tài)使之變換，比如太陽能集熱芯片，可將光變電、電變磁等等。聲、光、電、熱、磁都是能源，能源不滅，只是轉(zhuǎn)換至不同形態(tài)，而水晶是最佳媒人。
（5）能量擴(kuò)（未完，下一頁）
|
|
相關(guān)專業(yè)論文
|
|
|
推薦專業(yè)論文
|
|
|
|
|
|