المجموعات

الشيخوخة الكريستال الكوارتز: الاستقرار والدقة على المدى الطويل

الشيخوخة الكريستال الكوارتز: الاستقرار والدقة على المدى الطويل

تُستخدم رنانات بلورات الكوارتز في المرشحات والمذبذبات كدوائر رنين عالية الأداء.

تُعرف هذه الرنانات بأدائها العالي واستقرارها ، لكنها تغير ترددها بشكل طفيف للغاية مع مرور الوقت في عملية تُعرف بالشيخوخة.

على الرغم من أن اختلافات التردد صغيرة ، إلا أنها دائمة وقد يكون لها تأثير في بعض التطبيقات حيث تكون دقة التردد ذات أهمية كبيرة.

من المحتمل أن يتم تقليل التغييرات التي تنتج عن حاوية تعتيق بلورات الكوارتز أثناء عملية التصنيع والاستخدام.

أساسيات شيخوخة بلورات الكوارتز

يرجع شيخوخة بلورات الكوارتز إلى العديد من العوامل المختلفة. تتقدم بلورات الفرنسنت بمعدلات مختلفة ويمكن أن يعزى ذلك إلى عدد من العوامل: بعضها في عملية التصنيع والبعض الآخر بطريقة استخدامها.

  • تغيير سطح الكريستال:
  • التلوث الشبكي البلوري:
  • التأثيرات الحرارية:
  • إجهاد السلك:
  • ارتداء الاحتكاك:
  • مستوى القيادة:

يمكن تقليل مستوى الشيخوخة بعدة طرق سواء في التصنيع أو الاستخدام:

  • تقليل الشيخوخة في التصنيع: أثناء التصنيع ، يجب تغليفها في بيئة غاز خامل ، ويجب أن يكون الضمان محكمًا جيدًا حتى لا تدخل الغازات الأخرى. كما يجب أن يتم تحضير المراحل النهائية من تحضير الفراغ البلوري بأكبر قدر ممكن من الدقة. بدلاً من لف الفراغ لإحضاره إلى الأبعاد الصحيحة ، يتم استخدام النقش الكيميائي. وبهذه الطريقة ، يحدث الحد الأدنى من الاضطراب للشبكة البلورية ، وهذا يقلل من دخول الملوثات بمرور الوقت مما يؤدي إلى الشيخوخة.
  • تقليل الشيخوخة في الاستخدام: كما أن تصميم الدائرة التي ستُستخدم فيها البلورة له تأثير أيضًا. من خلال الحفاظ على مستويات محرك منخفضة مرة أخرى ، سيكون عمر البلور أقل.

كما هو متوقع ، تختلف معدلات تغير تردد البلورة باختلاف الوقت بعد التصنيع. الحد الأقصى لمعدل تغير التردد يحدث مباشرة بعد التصنيع ويتلاشى بعد ذلك. كدليل وجد أنه أسرع خلال أول 45 يومًا من العملية. ومع ذلك ، هناك دائمًا درجة معينة من الشيخوخة طوال عمر البلورة. نظرًا لحقيقة أن أكبر معدل للتغيير يحدث بعد التصنيع مباشرة ، يتم تشغيل العناصر عالية التحمل لبعض الوقت قبل شحنها. في العناصر عالية التحمل ، قد يمتد هذا إلى بضعة أشهر من العملية.

بمجرد تسوية معدل التقادم ، يمكن العثور على أرقام نموذجية للعديد من الأنواع. وجد أن أحد الاختلافات الرئيسية هو نوع التغليف المستخدم. الطريقتان الأكثر شيوعًا لتغليف البلورات عبر الفتحة هما اللحام بالمقاومة واللحام البارد. ستعطي هذه عادةً أرقامًا تبلغ حوالي 5 أجزاء لكل مليون (جزء في المليون) لتغليف مختوم بلحام مقاوم ، و 2 جزء في المليون لتغليف مختوم باللحام البارد باستخدام حامل HC43 / U. كلاهما يتحرك في اتجاه هبوطي. يمكن أيضًا العثور على بلورات مغلفة بالزجاج في بعض المناسبات. تميل هذه إلى التحرك في اتجاه تصاعدي ، وقد يكون لها تفاوت أو أقل بقليل من 5 جزء في المليون. هناك أيضًا مجموعة متنوعة من بلورات التركيب السطحي. قد تعطي العبوة البلاستيكية النموذجية أو عبوة اللحام الزجاجي حوالي 5 جزء في المليون بينما قد تعطي عبوة اللحام المعدنية أقل من 3 جزء في المليون.

إذا تم الحفاظ على البلورة في نفس الدائرة وبنفس درجة الحرارة ، فقد تستقر آثار الشيخوخة بعد بضع سنوات من التشغيل. ومع ذلك ، إذا تم تغيير هذه ، فإنها قد تتسبب في تغيير معدل الشيخوخة. حتى أنه قد يغير الاتجاه.

التقليل من آثار الشيخوخة

تعد نظافة البيئة المحيطة بالبلورات إحدى الطرق الرئيسية لتقليل الشيخوخة. لذلك من الضروري التأكد من عدم تلف العبوة الكريستالية أو التغليف بأي شكل من الأشكال. يجب ألا يتلف الختم ، كما يجب ألا تكون المسامير مثنية لأن ذلك قد يؤدي إلى كسر الختم.

عندما يكون الأداء العالي مطلوبًا ، غالبًا ما تكون المذبذبات قديمة ، أي يتم تشغيلها عند درجة حرارة لضمان تجاوز فترة الحد الأقصى لمعدل التقادم قبل تسليم الوحدة.

ستكون تأثيرات شيخوخة مرنان الكوارتز البلوري موجودة دائمًا. ونتيجة لذلك ، من الضروري توفير طرق لضبط التردد بدقة في الدوائر حيث تكون دقة التردد ذات أهمية قصوى. من الضروري أيضًا إجراء معايرة دورية حيث تكون دقة التردد مهمة. في العديد من الدوائر ، قد لا تكون المشكلة مهمة. لتقليل آثار تقادم البلورات ، يمكن شراء البلورات المناسبة ومن ثم يمكن تصميم أي دائرة لتقليل التأثيرات. يساعد أيضًا الحفاظ على البلورة عند درجة حرارة ثابتة.


شاهد الفيديو: حجر كوارتز خام معلومات هامة كثافته و قساوته و تركيبته (شهر اكتوبر 2021).