quartzo Mono-cristalino

O quartzo usado na fabricação de produtos do controle de frequência é mono cristalino de um formulário sextavado assimétrico. Quimicamente, o quartzo é o dióxido de silicone, SiO2 que ocorre naturalmente como o mineral o mais bundant na terra, constituindo aproximadamente 14% da superfície de terra.

O significado do mono quartzo cristalino na indústria eletrónica moderna é o resultado de suas propriedades combinadas da pioelectricidade, estabilidade mecânica e química alta, Q muito alto na ressonância e baixos métodos custados modernos de produzir extremamente níveis elevados de pureza no material sintético.

O quartzo é agora indispensável como o material principal para a frequência de controlo nos equipamentos eletrônicos e é ultrapassado somente para a precisão a longo prazo por padrões atômicos preliminares tais como o césio e o rubídio.

Não obstante o desenvolvimento recente dos mems, de micro eletro sistemas mecânicos, e de nems, sistemas mecânicos do nano-eletro, é ajustado para revolucionar o mercado do controle de frequência com a integração de pulsos de disparo simples nas carcaças de silicone usadas para a fabricação de IC.

Estes dispositivos diminutos podem inevitavelmente substituir todos os pulsos de disparo simples que fornecem a confiança adicionada em mais barato e onde a precisão cronometrando mínima é uma exigência.

Seu em formulário químico básico o dióxido de silicone não pode ser usado para o controle de frequência e deve ser da mono estrutura cristalina em que exibe as qualidades piezoelétricas úteis devido a seu formulário assimétrico. A pioelectricidade (Piezein grego ‘a pressionar ") no mono quartzo cristalino foi descoberta pelos irmãos do curie no Sorbonne, Paris 1880.

Contudo não era até 1917 que esta propriedade esteve utilizada em uma aplicação prática quando o professor Langevin em França e A.M. Nicolson em Western Electric projetou independentemente transceptores da sonar para a detecção de submarinos no mar.

Nicolson foi mais tarde sobre arquivar um número de patentes para aplicações usando o quartzo e a Rochelle Salt. Este último material respondeu fortemente às ondas sadias e ao estímulo elétrico e foi incorporado por Nicolson em projetos para recolhimentos dos microfones, dos altifalante e do fonógrafo. Quando Nicolson tinha proposto o uso de materiais elétricos Piezo para controlar a frequência de um oscilador de tubo de vácuo era Dr. Walter Cady da universidade Wesleyan que arquivou as primeiras patentes para os osciladores controlados de cristal em 1923.

O prof. G.W. Pierce da Universidade de Harvard realizou um trabalho mais adicional no desenvolvimento do oscilador de cristal aproximadamente esta vez. A realização principal de Pierce era o projeto de um oscilador controlado de cristal não usando somente um tubo de vácuo e nenhum circuito ajustado diferentes do cristal próprio.

Durante o desenvolvimento adiantado e a tecnologia de rádio do oscilador de cristal dos anos 20 progrediu firmemente de lado a lado. Os pedidos principais para os osciladores de cristal durante este princípio eram para o uso como padrões de tempo e não era até por volta de 1926 o esse osciladores de cristal foi usado para controlar a frequência de um transmissor de rádio. Isto foi feito na estação de rádio WEAF em New York em que foi possuído perto e T.

Os laboratórios de telefone de Bell que eram parte de AT&T e junto com o Marconi Empresa no Reino Unido e S.E.L. Germany conseguiram muitos desenvolvimentos significativos na tecnologia de cristal durante os anos 30. Em 1934 os Sr. Falta e Willard em Bell Labs descobriram que no corte e NO BT corte os cristais que deram as comunicações que a indústria melhorou vastamente a frequência contra cristais do desempenho da temperatura.

As técnicas melhoradas da selagem e da produção junto com a descoberta de uma família nova do esforço compensaram cortes estão entre alguns dos avanços que foram feitos durante a última década junto com o processo do mesa e a miniaturização invertidos mais recentes dos cristais e dos osciladores.

Os materiais piezoelétricos exibem uma carga elétrica direcionalmente relacionada quando sujeitados para exercer pressão sobre e inversamente a aplicação de uma carga elétrica faz com que uma força direcionalmente relacionada seja gerada dentro do material. A aplicação de um campo elétrico alterno fará com que o material vibre e subseqüentemente resonate mecanicamente. A frequência de toda a ressonância mecânica é determinada pelas dimensões físicas do material, ‘do ângulo cortado’ no que diz respeito à linha central cristalina do mono cristal cristalino original, da temperatura ambiental e de quaisquer efeitos de alteração de componentes mecânicos ou elétricos associados.

As propriedades do quartzo cristalizado incluem sua produto químico alto e estabilidade mecânica e um coeficiente de baixa temperatura, tendo por resultado uma pequena alteração na frequência ressonante para toda a mudança na temperatura ambiental, junto com um Q muito alto na ressonância. Ocorre naturalmente e o trabalho experimental toda adiantado foi realizado usando o quartzo cristalizado natural.

Contudo, o quartzo cristalizado natural sofre das inclusões das impurezas, das bolhas, das quebras e do junção, que reduzem seu valor para o uso no controle de frequência enquanto estas reduzem o fator de Q. Consequentemente a produção de quartzo sintético foi estabelecida a fim produzir um formulário puro do quartzo cristalino livre do junção e das impurezas.

O quartzo sintético é produzido em uma autoclave de uma solução saturada de O2 do si em aproximadamente 400°C e em uma pressão de 1000Kg/cm2 produzir uma solução saturada super.

O processo de fabricar o quartzo sintético é sabido como o método hidrotermal em que preparou placas da semente do mono quartzo cristalino pre-orientado são suspendidos na solução saturada e reduzindo a temperatura da solução que o crescimento de grandes cristais é obtido sob o laboratório controlou as circunstâncias que minimizam assim impurezas e que maximizam o volume útil de material.

As taxa de crescimento do material sintético estão na ordem de 1mm pelo dia ou o menos para conseguir uma pureza máxima. Os ressonadores de quartzo para o uso em circuitos eletrônicos são produzidos cortando o quartzo cristalino nas bolachas (ou nas placas), chapeando os elétrodos em cada lado da bolacha e encerrando o ressonador em um suporte apropriado. As dimensões da bolacha de quartzo essencialmente para determinar a frequência do ressonador embora isto seja afetado igualmente pelo tamanho e pela espessura dos elétrodos e dos circuitos elétricos associados.

A orientação da bolacha ‘corte’ à linha central ótica cristalina é crítica a fim conseguir a precisão da frequência ressonante e de um coeficiente de baixa temperatura necessário da frequência para a unidade final do ressonador. O ‘corte’ produzirá as características da temperatura da frequência que são ou em segundo ordem (equação quadrática) ou ordem do terço (ternária) e consequentemente as características exibirão simples ou duplo viram pontos.