压电 石英 又称压电 水晶 。 晶体 石英 是指成分较纯、透明的石英晶体，亦称 水晶 。一般无色透明，若含微最色素离子，如Fe、Ti或因 原子 排列状态差异，则可呈紫、黄、烟、茶、浅红、淡绿等色。晶体石英化学成分为SiO2。
一般能用于 电子 工业制造 石英钟 、 谐振器 、 振荡器 、高频振荡器、 滤波器 等压电石英片。
晶体介绍
压电石英（piezoquartz）又称“压电水晶”。指具有 压电效应 的水晶 单晶 。作为压电 石英 工业原料的晶体中，不允许有道芬 双晶 、巴西双晶、节瘤、裂隙、绵、 包裹体 （固体、气体、液体）等影响压电效应的缺陷存在。用这种单晶片制成高精度、高比值的压电石英元件（如谐振器、滤波器等），具有最高的频率稳定性，是现代国防、电子工业中的重要部件。具有工业价值的压电石英单晶，为无色透明、不含杂质、裂隙等缺陷，并满足一定几何尺寸要求的 水晶 单晶。
特性
石英 晶体 俗称水晶，其化学成分为SiO，是单晶体中最具有代表性，同时也是应用最广的一种压电晶体，它没有热释电效应，不具有 铁电性 ， 熔点 为1 750 ℃，密度为2.65×10 kg/m ， 莫氏硬度 为7。它的突出优点是性能稳定，介电系数和压电系数的温度稳定性特别好，其压电系数在常温范围内几乎不随温度变化，在20～200 ℃范围内，温度每升高1 ℃，压电系数d仅减少0.016%。在常压下不同温度时， 石英 晶体结构 是不同的，在温度低于573 ℃时，是α石英晶体；温度在573～870 ℃时，是β 石英 晶体 ；温度在870～1 470 ℃时是 鳞石英 ；温度达到1 470℃就转变成方石英。用于制造压电元器件的主要是α石英晶体。
压电效应
自然界中有二十多种晶体具有 压电效应 ，其中最具有代表性，应用最广的是石英晶体。石英晶体是 二氧化硅 的 单晶 ， 熔点 1750℃， 居里点 （压电材料开始丧失压电特性时的温度）为573℃。 石英 晶体的主要性能特点是：压电系数和介电系数的温度性能好，常温下几乎不变；机械强度和品质 因数 高， 刚度 大，动态特性好；无热释电性，绝缘性好，重复性好。
天然结构的 石英 晶体 呈正六棱柱状，两端为对称的 棱锥 ，如图（a）所示。石英晶体同所有其他单晶体一样，它的大部分物理性能是各个方向异性的。
我们用三条互相垂直的轴来表示 水晶 晶体的各个方向，纵向轴称为 光轴 （z轴）；经过棱线并垂直于光轴的称为电轴（a轴）；同时垂直于光轴、电轴的称为机械轴（y轴）。通常把沿电轴方向的力作用下产生电荷的 压电效应 称为纵向压电效应；把沿机械轴方向的力产生电荷的压电效应称为横向压电效应。在光轴方向受力时不产生压电效应。从 晶体 上切下的一片 平行六面体 称为压电晶体切片，如图（b）所示。切片长边平行于y轴的称为x切族，平行于x轴的称为y切族。
在实际应用中，由于 石英 晶体是 各向异性 的，沿着不同的方位进行切割，就得到不同的几何切型 晶片 。每一种切片都以一定几何切型为依据，表现出力电转换类型、转换效率、压电系数、弹性系数、介电 常数 、温度特性和谐振频率的不同。这一点与 传感器 的设计、制造和使用都有密切关系。拉伸力时，电荷的 极性 正好相反。
压电机制
石英 晶体 能够产生 压电效应 ，与其内部的Si 和O 正 六边形 的排列结构有关。石英晶体是各向异性体，即在各个方向上晶体性质是不同的。通常把沿电轴X方向作用力下产生电荷的效应称为“纵向压电效应”，而把沿机械轴Y方向作用力下产生电荷的效应称为“横向压电效应”。在 光轴 Z方向受力时，不产生压电效应。
从 石英 晶体 上切下一片 晶片 ，其晶面分别平行于X、Y、Z轴，当沿电轴X方向有作用力F时，则在与X轴垂直的 切面 上，产生电荷q，其大小为
q= 敌法师
式中，d为X方向受力、垂直X轴切面上取电荷的压电系数。
由上式可知，沿电轴X方向的力作用在晶片上时，在切面上产生的电荷数量与晶片几何尺寸无关。
在同一切片上，当沿机械轴Y方向有作用力F时，其电荷仍然显示在与X轴垂直的切面上，但 极性 相反，产生电荷q其大小为
q=dl/tF
式中，l为 晶片 长度，t为晶片厚度，d=-d为Y方向受力的压电系数。
由上式可知，在晶片上有沿机械轴Y方向的作用力时，产生的电荷数量与晶片几何尺寸有关。负号说明沿Y轴的作用力所引起的电荷极性与沿X轴的作用力所引起的电荷极性相反。
晶片上电荷极性与其受力方向的关系如图所示。
要求用途
压电 水晶 ，要求 石英 单晶体的一般块度要大于12×12×12 mm；当矿床含矿品位高时，块度可以放宽到8x8×8 mm。矿床评价时的最低工业品位为：原生矿、 露天开采 的矿山为0.5g/m ，地下开采的矿山为3g/m ， 砂矿 ，水采的矿山为0.3g/m ，地下开采的矿山为0.5g/m 。
压电石英可作 谐振器 、 滤波器 、广泛用于自动武器、 超音速飞机 、 导弹 、 核武器 、 电子显微镜 、计时仪、电子 计算机 、 人造卫星 等的导航、遥控、遥测、电子、电动设备中。