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石英晶體微天平原理及應(yīng)用

更新時(shí)間:2017-05-03瀏覽:3493次
  石英晶體微天平zui基本的原理是利用了石英晶體的壓電效應(yīng):石英晶體內(nèi)部每個(gè)晶格在不受外力作用時(shí)呈正六邊形,若在晶片的兩側(cè)施加機(jī)械壓力,會(huì)使晶格的電荷中心發(fā)生偏移而極化,則在晶片相應(yīng)的方向上將產(chǎn)生電場(chǎng);反之,若在石英晶體的兩個(gè)電極上加一電場(chǎng),晶片就會(huì)產(chǎn)生機(jī)械變形,這種物理現(xiàn)象稱為壓電效應(yīng)。如果在晶片的兩極上加交變電壓,晶片就會(huì)產(chǎn)生機(jī)械振動(dòng),同時(shí)晶片的機(jī)械振動(dòng)又會(huì)產(chǎn)生交變電場(chǎng)。在一般情況下,晶片機(jī)械振動(dòng)的振幅和交變電場(chǎng)的振幅非常微小,但當(dāng)外加交變電壓的頻率為某一特定值時(shí),振幅明顯加大,這種現(xiàn)象稱為壓電諧振。它其實(shí)與LC回路的諧振現(xiàn)象十分相似:當(dāng)晶體不振動(dòng)時(shí),可把它看成一個(gè)平板電容器稱為靜電電容C,一般約幾個(gè)PF到幾十PF;當(dāng)晶體振蕩時(shí),機(jī)械振動(dòng)的慣性可用電感L來(lái)等效,一般L的值為幾十mH到幾百mH。由此就構(gòu)成了石英晶體微天平的振蕩器,電路的振蕩頻率等于石英晶體振蕩片的諧振頻率,再通過(guò)主機(jī)將測(cè)的得諧振頻率轉(zhuǎn)化為電信號(hào)輸出。由于晶片本身的諧振頻率基本上只與晶片的切割方式、幾何形狀、尺寸有關(guān),而且可以做得,因此利用石英諧振器組成的振蕩電路可獲得很高的頻率穩(wěn)定度。
石英晶體微天平應(yīng)用領(lǐng)域:
生物聚合物相互作用的表征,如蛋白質(zhì)
高分子的形成和分解的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)
采用EQCM對(duì)鋰離子二次電池進(jìn)行評(píng)價(jià)
氣相分析,如濕度及有氣味的物質(zhì)
表面清潔性的定量分析
沉積層的厚度測(cè)試
l通過(guò)測(cè)試電導(dǎo)的頻率特征來(lái)對(duì)結(jié)構(gòu)變化進(jìn)行分析
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