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第一章 生长人工水晶的设备简介1

1.1 高压釜及其辅助设备1

1.1.1 高压釜的结构1

1.1.2 高压釜的密封4

1.1.3 高压釜胴体堵底6

1.1.4 高压釜材料的选择7

1.1.5 高压釜强度计算11

1.2 测温与测压设备12

1.2.1 测压系统12

1.2.2 内部测温系统13

1.3 加温与测温14

1.3.1 加温与保温14

1.3.2 测温与控温点的选择16

1.3.3 高压釜内测温与外测温的比较17

1.3.4 控温18

1.4 辅助设备20

1.4.1 防爆装置20

1.4.2 套螺21

1.4.3 拔塞盘21

第二章 水晶生长的物理、化学条件23

2.1 温度、压力对石英溶解度的影响25

2.2 溶剂对石英溶解度的影响30

2.2.1 溶剂的种类30

2.2.2 溶剂的浓度36

2.2.3 溶液中SiO2含量的溶液浓度的关系40

2.2.4 溶液中SiO2含量与晶体生长速率的关系41

2.3 溶液中的相态分析42

2.4 物理、化学条件对水晶结晶习性的影响45

2.4.1 温度对结晶形态的影响46

2.4.2 压力和溶液中SiO2过饱和度对高指数晶面发育的影响46

2.4.3 液流对晶面发育的影响47

2.4.4 杂质对大、小菱面(R，r)结晶习性的影响49

第三章 水晶生长工艺51

3.1 溶液的配制52

3.1 充填度53

3.3 熔炼石英(营养料)53

3.4 籽晶58

3.4.1 籽晶取向59

3.4.2 籽晶片尺寸60

3.4.3 籽晶切型、晶体生长尺寸与应用60

3.4.5 籽晶厚度的平整度64

3.4.4 籽晶切割64

3.4.6 籽晶的打孔与清洗65

3.4.7 籽晶面积的计算66

3.5 挡板与籽晶架66

3.5.1 挡板66

3.5.2 籽晶架与支撑架68

3.6 高压釜和籽晶架的的清洗69

3.7 高压釜的装卸70

3.7.1 高压釜的安装70

3.7.2 开釜71

3.8 高压设备部件的检查与维护72

第四章 影响水晶生长速率，开裂和质量的若干因素73

4.1.1 籽晶取向74

4.1 影响水晶生长速率的几个因素74

4.1.2 充填度76

4.1.3 温差77

4.1.4 结晶温度78

4.1.5 溶剂浓度79

4.1.6 籽晶面积与水晶生长速率的关系80

4.1.7 挡板开孔率80

4.2. 与Z轴平行和斜交的裂纹82

4.2.1 溶剂浓度82

4.2.2 充填度83

4.2.3 溶质(SiO2)的供应83

4.3 晶体的开裂85

4.3.1 沿三棱锥面沟槽的开裂86

4.3.3 沿籽晶的开裂87

4.3.2 沿边齿的开裂87

4.3.4 与包裹体有关的开裂89

4.3.5 砸裂90

4.4 影响水晶质量的一些因素91

4.4.1 籽晶取向91

4.4.2 籽晶质量91

4.4.3 高压釜容积92

4.4.4 温度波动93

4.4.5 固体包裹体93

第五章 水晶的几何结晶学95

5.1 水晶的结晶形态95

5.2 水晶的左右形与单形99

5.3 三方偏方面体单形102

5.4.2 水晶的面角104

5.4 水晶的对称与面角104

5.4.1 水晶的对称104

5.5 水晶的坐标系105

5.5.1 三方坐系系105

5.5.2 六方坐标系107

5.6 晶面与晶带符号109

5.6.1 晶面符号109

5.6.2 晶面与晶带(晶棱)的符号关系111

5.7 双晶114

5.7.1 电学双晶114

5.7.2 光学双晶117

5.7.3 接触双晶122

第六章 水晶结构123

6.1 左右旋结构125

6.2 晶胞参数126

6.3 水晶的相变化127

第七章 水晶的结晶习性139

7.1 人工水晶的表面结构139

7.1.1 底面c{0001}表面结构140

7.1.2 大菱面R{10？1}表面结构144

7.1.3 小菱面r{1？01}表面结构146

7.1.4 柱面m1{10？0},m2{1？00}表面结构149

7.1.5 三方柱面+x{？20},-x{11？0}表面结构152

7.1.6 三方偏方面体(x)表面结构154

7.1.7 三方双锥面s1{？22},s2{？09}表面结构155

7.2.1 天然水晶底面c(0001)表面结构156

7.2人工水晶和天然水晶表面结构的比较156

7.2.2 天然水晶大菱面R{10？1}，小菱面r{1？01}表面结构157

7.2.3 天然水晶柱面m1{10？0},m2{1？00}表面结构161

7.2.4 天然水晶三方双锥面s{11？1}表面结构163

7.3 三方偏方面体单形的结晶习性164

7.4 各族晶面的发育169

7.4.1 籽晶取向绕X轴转动时各族晶面的生长速率169

7.4.2 籽晶取向绕晶轴Y转动时各族晶面的生长速率170

7.4.3 各族晶面生长速率与生长周期，籽晶形状的关系171

7.5 异型籽晶生长172

7.5.1 沿底面c(0001)切籽晶的造型实验173

7.5.2 沿大菱面R{10？1}，小菱面(？01)切籽晶的造型实验181

7.5.3 沿柱面m{10？0}切籽晶的造型实验182

7.5.4 沿+x{？20}切籽晶的造型实验185

7.6.1 关于水晶生长各向异性的解释189

7.6 水晶生长机制的讨论189

7.6.2 六联环Si6O6(OH)12生生基元(49)192

7.6.3 五联分子Si3O4(OH)12生长基元197

第八章 人工水晶的缺陷203

8.1 X射线貌相术203

8.1.1 形貌相机简介203

8.1.2 投影形貌术实验方法205

8.1.3 X射线形貌衬度与消光206

8.1.4 柏氏矢量的测定206

8.1.5 水晶中的位错观察207

8.1.6 水晶的结晶习性与缺陷211

8.1.7 缺陷的消光规律224

8.2.1 氢氟酸(HF)蚀像227

8.2 腐蚀像227

8.2.2 碱溶液蚀像232

8.3 激光干涉图和阴影图235

8.3.1 c(0001)面上三方丘和三棱锥晶体中的缺陷236

8.3.2 籽晶上的蚀坑与缺陷239

8.3.3 籽晶上的双晶241

8.3.4 籽晶中的裂纹242

8.3.5 包裹体243

8.3.6 Y棒晶体中的干涉图和阴影图244

8.4 缺陷形成机理与缺陷模型245

8.4.1 缺陷与晶体结晶习性的关系246

8.4.2 三方偏方面体的结晶方位与缺陷消光248

8.4.3 缺陷模型250

9.1 水晶的结晶光学258

第九章 水晶质量的检查与测试258

9.2 用光干涉法测试水晶均匀性262

9.2.1 试样制备262

9.2.2 测试原理和光路图263

9.2.3 样品测试265

9.3 准直光照射阴影图271

9.4 红外吸收测试274

9.4.1 水晶对红外光谱的吸收274

9.4.2 红外光谱测定水晶Q值279

9.5 水晶的品质与缺陷285

9.6 水晶中包裹体的形成与检测290

9.6.1 包裹体的种类290

9.7 水晶中杂质的测试293

9.6.2 包裹体的检测方法293

9.8 水晶的抗辐射性296

第十章 水晶的物理性能297

10.1 水晶的光学性能297

10.1.1 透过率297

10.1.2 旋光性301

10.2 水晶的热学性质309

10.2.1 热膨胀309

10.2.2 温度对结晶形态的影响309

10.2.3 导热性311

10.2.4 似热电现象312

10.3 水晶的弹性313

10.4.1 水晶的导电性314

10.4 水晶的导电性与介电性314

10.4.2 水晶的介电性315

10.5 水晶压电性316

10.6 温度对水晶物理性能的影响319

10.7 水晶谐振器的频率温度特性321

10.7.1 频率温度曲线322

10.7.2 频率温度系数322

10.7.3 频率温度系数与温度和切角的关系324

10.8 水晶表面波器件的特性326

第十一章 水晶切割定向329

11.1 水晶晶片切型与符号329

11.1.1 晶片在直角坐标系中的方位334

11.1.2 晶片定向参考面的选择339

11.2.1 手标本定向342

11.2 水晶定向342

11.2.2 星芒图定向344

11.2.3 X射线定向346

第十二章 自然界水晶矿床形成机制的探讨356

12.1 自然界水晶矿床形成的物理、化学条件356

12.1.1 温度、压力与水晶成矿的作用357

12.1.2 气相对SiO2的溶解和输运357

12.2 水晶结晶习性与成矿条件的关系359

12.2.1 温度、压力对晶面发育的影响360

12.2.2 液流对晶面发育的影响361

12.2.3 三方偏方面体发育的物理、化学条件362

12.3 自然界水晶中的包裹体364

12.4 某地水晶矿床实例365

12.4.2 晶洞366

12.4.1 石英脉的产状和结构366

12.4.3 水晶的形态特征367

12.4.4 包裹体369

12.5 讨论371

12.5.1 水晶晶洞的形成371

12.5.2 水晶的结晶习性与成矿温度，压力的关系373

附录I 水晶角表375

附录II 水晶的生理参数(74)383

附录III 水晶各族晶面X射线衍射角(26)389

附录IV 器件部分切型参数402

参考文献404

人名索引408