低温石英常呈带尖顶的六方柱状晶体产出，柱面有横纹，类似于六方双锥状的尖顶实际上是由两个菱面体单形所形成的。石英集合体通常呈粒状、块状或晶簇、晶腺等。纯净的石英无色透明，玻璃光泽，贝壳状断口上具油脂光泽，无解理。受压或受热能产生电效应。

　　石英晶体变种

　　压电材料 石英因粒度、颜色、包裹体等的不同而有许多变种。无色透明的石英称为水晶，紫色水晶俗称紫晶，烟黄色、烟褐色至近黑色的俗称茶晶、烟晶或墨晶，玫瑰红色的俗称芙蓉石;呈肾状、钟乳状的隐晶质石英称石髓，具不同颜色同心条带构造的晶腺叫玛瑙，玛瑙晶腺内部有明显可见的液态包裹体的俗称玛瑙水胆，细粒微晶组成的灰色至黑色隐晶质石英称燧石，俗称火石。

　　烟晶 石英的用途很广。无裂隙、无缺陷的水晶单晶用作压电材料，来制造石英谐振器和滤波器。一般石英可以作为玻璃原料，紫色、粉色的石英和玛瑙还可作雕刻工艺美术的原料。

　　石英是最重要的造岩矿物之一，在火成岩、沉积岩、变质岩中均有广泛分布。巴西是世界著名的水晶出产国，曾发现直径2.5米、高5米、重达40余吨的水晶晶体

　　石英晶体物理特性

　　晶系：六方晶系

　　晶体：等轴状、柱状、六方双锥面形

　　集合体型态：块状、粗粒状、钟乳状、结核状

　　硬度：摩氏硬度为7

　　解理/断口：贝壳状断口

　　光泽：玻璃光泽

　　颜色：无、白，带有点灰、黄到橙黄、紫、深紫、粉红、灰褐、褐、黑

　　条痕：白色

　　比重：2.65 ~ 2.66

　　其他：(1)具脆性

　　(2)具有热电性

　　(3)折射率 1.533 ~ 1.541,双折射率差 0.009，色散 0.013

　　(4)石英具有强烈的压电性(Piezoelectric property)，即用力敲击摩擦时会产生火花，这也就是燧石取火的方法。

　　(5)石英内常见的包裹体有：发晶(Hair crystal)-主要是金红石;草入水晶-主要为电气石;水胆水晶-石英中有液态包裹体;青石英-内含浅蓝色金红石针状物;乳石英-由细水孔洞引起混浊状;绿石英-由板状或碎片状的绿泥石组成，有时可能是绿色针状的阳起石;砂金石(Aventurine)-石英岩内部含有绿色或红褐色的云母细片，又名耀石英，俗称东陵石。常见烟黑色至暗褐色的烟水晶，主要是这些岩类含有较多量具有放射性之铀、钍元素的关系。

　　石英晶体材料应用

　　石英晶体是一种重要的电子材料。沿一定方向切割的石英晶片，当受到机械应力作用时将产生与应力成正比的电场或电荷，这种现象称为正压电效应。反之，当石英晶片受到电场作用时将产生与电场成正比的应变，这种现象称为逆压电效应。正、逆两种效应合称为压电效应。石英晶体不仅具有压电效应，而且还具有优良的机械特性、电学特性和温度特性。用它设计制作的谐振器、振荡器和滤波器等，在稳频和选频方面都有突出的优点。

　　石英晶体技术指标

　　常规指标

　　·标称频率：晶体元件规范所指定的频率。

　　·调整频差：基准温度时，工作频率相对于标称频率的最大允许偏离。常用ppm(1/10)表示。

　　·温度频差：在整个温度范围内工作频率相对于基准温度时工作频率的允许偏离。常用ppm(1/10)表示。

　　·谐振电阻(Rr)：晶体元件在串联谐振频率Fr时的电阻值。

　　·负载电容(CL)： 与晶体元件一起决定负载谐振频率FL的有效外界电容

　　·静态电容(C0)

　　等效电路静态臂里的电容。它的大小主要取决于电极面积、晶片厚度和晶片加工工艺。它的常用计算公式为：

　　C0=KC0×Ae×F0+C常数

　　KC0——电容常数，其取值与装架形式、晶片形状有关;

　　Ae——电极面积，单位mm;

　　F0——标称频率，单位KHz;

　　C常数——常数，单位pF;

　　·动态电容(C1)

　　等效电路中动态臂里的电容。它的大小主要取决于电极面积，另外还和晶片平行度、微调量的大小有关。它的常用公式为：

　　C1=KC1×Ae×F0+C常数

　　KC1——电容常数;

　　Ae——电极面积，单位mm;

　　F0——标称频率，单位KHz;

　　C常数——常数，单位pF;

　　·动态电感(L1)

　　等效电路中动态臂里的电感。动态电感与动态电容是一对相关量，它的常用公式为：

　　L1=1/(2πF0)2C1 (mH)

　　·串联谐振频率(Fr)

　　晶体元件电气阻抗为电阻性的两个频率中较低的一个。

　　·负载谐振频率(FL)

　　晶体元件与一负载电容串联或并联，其组合阻抗为电阻性的两个频率中的一个频率。

　　·品质因数(Q)

　　品质因数又称机械Q值，它是反映谐振器性能好坏的重要参数，它与L1和C1有如下关系

　　Q=wL1/Rr=1/wRrC1

　　如上式，R1越大，Q值越低，功率耗散越大，而且还会导致频率不稳定。反之Q值越高，频率越稳定。

　　·相对负载频率偏置(DL)

　　晶体负载谐振频率相对于串联谐振频率的变化量DL=(FL-Fr)/Fr，可由下式近似计算：

　　DL≈C1/2(C0+CL)

　　·相对频率牵引范围(DL1,L2)

　　晶体在两个固定负载间的频率变化量。

　　D(L1,L2)=│(FL1-FL2)/Fr│=│C1(CL2-CL1)/2(C0+CL1)(C0+CL2)│

　　·牵引灵敏度(TS)

　　晶体频率在一固定负载下的变化率 。

　　TS≈-C1 *1000/2*(C0+CL)2

　　·激励电平相关性(DLD)

　　由于压电效应，激励电平强迫谐振子产生机械振荡，在这个过程中，加速度功转化为动能和弹性能，功耗转化为热。后者的转换是由于石英谐振子的内部和外部的摩擦所造成的。

　　摩擦损耗与振动质点的速度有关，当震荡不再是线性的，或当石英振子内部或其表面及安装点的拉伸或应变、位移或加速度达到临界时，摩擦损耗将增加。因而引起频率和电阻的变化。

　　加工过程中造成DLD不良的主要原因

　　——谐振子表面存在微粒污染。主要产生原因为生产环境不洁净或非法接触晶片表面;

　　——谐振子的机械损伤。主要产生原因为研磨过程中产生的划痕。

　　——电极中存在微粒或银球。主要产生原因为真空室不洁净和镀膜速率不合适。

　　——装架是电极接触不良;

　　——支架、电极和石英片之间存在机械应力。

　　·寄生响应

　　所有晶体元件除了主响应(需要的频率)之外，还有其它的频率响应。减弱寄生响应的办法是改变晶片的几何尺寸、电极，以及晶片加工工艺，但是同时会改变晶体的动、静态参数。

　　·寄生响应的测量

　　⑴SPDB 用DB表示Fr的幅度与最大寄生幅度的差值;

　　⑵SPUR在最大寄生处的电阻;

　　⑶SPFR 最小电阻寄生与谐振频率的距离，用Hz或ppm表示。