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石英晶体微天平

       石英晶体微天平对过程质量和体系性状(密度、粘度、电导率、介电常数等)变化非常敏感,具有ng级的质量检测能力,能够检测微观过程中的微小变化,获取丰富的信息,为研究微观变化过程,破译微观作用机理等提供了一种强有力的手段。
       石英晶体微天平是基于石英晶体的压电效应对其电极表面质量变化进行测量的仪器,是以AT切石英晶体作为接受器和能量转换器,利用石英的压电性质实现能量转换和传感的。石英晶体属D3点群、三方晶系洁净的各向异性体,具有X轴(电轴)Y轴(机械轴)Z轴(光轴)三个结晶轴。在X轴或Y轴方向施加压力或拉力,晶体由于形变极化而在相应的晶面上产生等量的正、负电荷(加压与拉伸产生的电荷极性相反),在Z轴方向施加外力,因硅、氧离子作对称平移,无电荷形成,这就是石英晶体的正压电效应。反过来,当晶片上加上电场则在晶体某些方向出现应变,这种应变与电场强度间存在线性关系,如果电场是交变电场,则在晶格内引起机械震荡,震荡的频率即晶体的固有频率与震荡电路的频率一致时,便产生共振,此时振荡最稳定,测出电路的振荡频率便可得出晶体的固有频率。石英是具有压电性质的物质之一,当外加交变电压的频率为某一特定频率时,石英晶片振幅会急剧增加,这就是压电谐振。QCM即是根据这种原理设计出来的。
       国家材料环境腐蚀平台中心拥有石英晶体微天平1台,型号为CHI440B。设备如图1所示。



图1  石英晶体微天平 CHI440B
文献资料
 
书籍/文献 主编/作者 出版社/期刊 出版/发表日期
电化学测试技术 张鉴清 化学工业出版社 2010年9月
腐蚀电化学原理(第三版) 曹楚南 化学工业出版社 2008年3月
Electrochemistry and Corrosion Science Nestor Perez Kluwer Academic Publishers Boston 2004年
电极动力学导论(第三版) 査全性 科学出版社 2002年6月
电化学阻抗谱导论 曹楚南,张鉴清 科学出版社 2002年7月
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