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石英晶体微天平原理及应用

发布时间:2017-05-03浏览:1925次
  石英晶体微天平zui基本的原理是利用了石英晶体的压电效应:石英晶体内部每个晶格在不受外力作用时呈正六边形,若在晶片的两侧施加机械压力,会使晶格的电荷中心发生偏移而极化,则在晶片相应的方向上将产生电场;反之,若在石英晶体的两个电极上加一电场,晶片就会产生机械变形,这种物理现象称为压电效应。如果在晶片的两极上加交变电压,晶片就会产生机械振动,同时晶片的机械振动又会产生交变电场。在一般情况下,晶片机械振动的振幅和交变电场的振幅非常微小,但当外加交变电压的频率为某一特定值时,振幅明显加大,这种现象称为压电谐振。它其实与LC回路的谐振现象十分相似:当晶体不振动时,可把它看成一个平板电容器称为静电电容C,一般约几个PF到几十PF;当晶体振荡时,机械振动的惯性可用电感L来等效,一般L的值为几十mH到几百mH。由此就构成了石英晶体微天平的振荡器,电路的振荡频率等于石英晶体振荡片的谐振频率,再通过主机将测的得谐振频率转化为电信号输出。由于晶片本身的谐振频率基本上只与晶片的切割方式、几何形状、尺寸有关,而且可以做得,因此利用石英谐振器组成的振荡电路可获得很高的频率稳定度。
石英晶体微天平应用领域:
生物聚合物相互作用的表征,如蛋白质
高分子的形成和分解的实时监测
采用EQCM对锂离子二次电池进行评价
气相分析,如湿度及有气味的物质
表面清洁性的定量分析
沉积层的厚度测试
l通过测试电导的频率特征来对结构变化进行分析
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