石英微晶探测器的特性与超声对晶体生长影响的研究

摘要

本论文的目的是研究石英微晶探测器的性能，并探讨超声对结晶的影响。 石英微晶探测器是利用石英的振荡频率随着在其表面结晶的晶体生长而漂移的原理，通过测量频率漂移来精确监测晶体生长的。本文首先较系统的建立了四种探测器的理论模型，即简谐振子模型、声传输线模型、等效电路模型及有限元模型，计算了石英晶体共振频率与结晶厚度之间的关系。然后我们在实验室建立了一套石英微晶探测器的实验系统，它由石英探测器、信号采集与处理电路板及微机数据采集与处理软件组成。实验考察了探测器在空气中的频率稳定性,其频率稳定性可达 ±2.5×10-4。并对石英微晶探测器的性能进行了测试，表明其敏感度在 10mg 量级。 同时，实验观察了超声对结晶过程的影响。通过超声作用后 CaCO3 过饱和溶液的电导率曲线的变化，讨论了超声在未产生空化及产生空化时对结晶过程影响的机理。

目录

文摘

英文文摘

第一章绪论

1.1石英微晶天平(QCM)测垢技术

1.2超声波对结晶的影响

第二章 AT切割石英探测器的性能及QCM系统

2.1两类常用的监测晶体生长的方法

2.2石英晶体微量天平的原理

2.3石英晶体谐振频率与声负载关系的简谐振子模型

2.4石英晶体谐振频率与声负载关系的声传输线模型

2.5石英晶体谐振频率与声负载关系的等效电路模型

2.6有限元法模型

2.7实验装置

2.8实验过程与实验数据

第三章超声波对结晶的影响

3.1超声影响结晶的机理

3.2实验装置

3.3实验过程及实验结果

第四章结论与展望

致谢

参考文献

附录