低溫石英常呈帶尖頂的六方柱狀晶體產出，柱面有橫紋，類似于六方雙錐狀的尖頂實際上是由兩個菱面體單形所形成的。石英集合體通常呈粒狀、塊狀或晶簇、晶腺等。純凈的石英無色透明，玻璃光澤，貝殼狀斷口上具油脂光澤，無解理。受壓或受熱能產生電效應。

　　石英晶體變種

　　壓電材料 石英因粒度、顏色、包裹體等的不同而有許多變種。無色透明的石英稱為水晶，紫色水晶俗稱紫晶，煙黃色、煙褐色至近黑色的俗稱茶晶、煙晶或墨晶，玫瑰紅色的俗稱芙蓉石;呈腎狀、鐘乳狀的隱晶質石英稱石髓，具不同顏色同心條帶構造的晶腺叫瑪瑙，瑪瑙晶腺內部有明顯可見的液態包裹體的俗稱瑪瑙水膽，細粒微晶組成的灰色至黑色隱晶質石英稱燧石，俗稱火石。

　　煙晶 石英的用途很廣。無裂隙、無缺陷的水晶單晶用作壓電材料，來制造石英諧振器和濾波器。一般石英可以作為玻璃原料，紫色、粉色的石英和瑪瑙還可作雕刻工藝美術的原料。

　　石英是最重要的造巖礦物之一，在火成巖、沉積巖、變質巖中均有廣泛分布。巴西是世界著名的水晶出產國，曾發現直徑2.5米、高5米、重達40余噸的水晶晶體

　　石英晶體物理特性

　　晶系：六方晶系

　　晶體：等軸狀、柱狀、六方雙錐面形

　　集合體型態：塊狀、粗粒狀、鐘乳狀、結核狀

　　硬度：摩氏硬度為7

　　解理/斷口：貝殼狀斷口

　　光澤：玻璃光澤

　　顏色：無、白，帶有點灰、黃到橙黃、紫、深紫、粉紅、灰褐、褐、黑

　　條痕：白色

　　比重：2.65 ~ 2.66

　　其他：(1)具脆性

　　(2)具有熱電性

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

　　(4)石英具有強烈的壓電性(Piezoelectric property)，即用力敲擊摩擦時會產生火花，這也就是燧石取火的方法。

　　(5)石英內常見的包裹體有：發晶(Hair crystal)-主要是金紅石;草入水晶-主要為電氣石;水膽水晶-石英中有液態包裹體;青石英-內含淺藍色金紅石針狀物;乳石英-由細水孔洞引起混濁狀;綠石英-由板狀或碎片狀的綠泥石組成，有時可能是綠色針狀的陽起石;砂金石(Aventurine)-石英巖內部含有綠色或紅褐色的云母細片，又名耀石英，俗稱東陵石。常見煙黑色至暗褐色的煙水晶，主要是這些巖類含有較多量具有放射性之鈾、釷元素的關系。

　　石英晶體材料應用

　　石英晶體是一種重要的電子材料。沿一定方向切割的石英晶片，當受到機械應力作用時將產生與應力成正比的電場或電荷，這種現象稱為正壓電效應。反之，當石英晶片受到電場作用時將產生與電場成正比的應變，這種現象稱為逆壓電效應。正、逆兩種效應合稱為壓電效應。石英晶體不僅具有壓電效應，而且還具有優良的機械特性、電學特性和溫度特性。用它設計制作的諧振器、振蕩器和濾波器等，在穩頻和選頻方面都有突出的優點。

　　石英晶體技術指標

　　常規指標

　　·標稱頻率：晶體元件規范所指定的頻率。

　　·調整頻差：基準溫度時，工作頻率相對于標稱頻率的最大允許偏離。常用ppm(1/10)表示。

　　·溫度頻差：在整個溫度范圍內工作頻率相對于基準溫度時工作頻率的允許偏離。常用ppm(1/10)表示。

　　·諧振電阻(Rr)：晶體元件在串聯諧振頻率Fr時的電阻值。

　　·負載電容(CL)： 與晶體元件一起決定負載諧振頻率FL的有效外界電容

　　·靜態電容(C0)

　　等效電路靜態臂里的電容。它的大小主要取決于電極面積、晶片厚度和晶片加工工藝。它的常用計算公式為：

　　C0=KC0×Ae×F0+C常數

　　KC0——電容常數，其取值與裝架形式、晶片形狀有關;

　　Ae——電極面積，單位mm;

　　F0——標稱頻率，單位KHz;

　　C常數——常數，單位pF;

　　·動態電容(C1)

　　等效電路中動態臂里的電容。它的大小主要取決于電極面積，另外還和晶片平行度、微調量的大小有關。它的常用公式為：

　　C1=KC1×Ae×F0+C常數

　　KC1——電容常數;

　　Ae——電極面積，單位mm;

　　F0——標稱頻率，單位KHz;

　　C常數——常數，單位pF;

　　·動態電感(L1)

　　等效電路中動態臂里的電感。動態電感與動態電容是一對相關量，它的常用公式為：

　　L1=1/(2πF0)2C1 (mH)

　　·串聯諧振頻率(Fr)

　　晶體元件電氣阻抗為電阻性的兩個頻率中較低的一個。

　　·負載諧振頻率(FL)

　　晶體元件與一負載電容串聯或并聯，其組合阻抗為電阻性的兩個頻率中的一個頻率。

　　·品質因數(Q)

　　品質因數又稱機械Q值，它是反映諧振器性能好壞的重要參數，它與L1和C1有如下關系

　　Q=wL1/Rr=1/wRrC1

　　如上式，R1越大，Q值越低，功率耗散越大，而且還會導致頻率不穩定。反之Q值越高，頻率越穩定。

　　·相對負載頻率偏置(DL)

　　晶體負載諧振頻率相對于串聯諧振頻率的變化量DL=(FL-Fr)/Fr，可由下式近似計算：

　　DL≈C1/2(C0+CL)

　　·相對頻率牽引范圍(DL1,L2)

　　晶體在兩個固定負載間的頻率變化量。

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

　　·牽引靈敏度(TS)

　　晶體頻率在一固定負載下的變化率 。

　　TS≈-C1 *1000/2*(C0+CL)2

　　·激勵電平相關性(DLD)

　　由于壓電效應，激勵電平強迫諧振子產生機械振蕩，在這個過程中，加速度功轉化為動能和彈性能，功耗轉化為熱。后者的轉換是由于石英諧振子的內部和外部的摩擦所造成的。

　　摩擦損耗與振動質點的速度有關，當震蕩不再是線性的，或當石英振子內部或其表面及安裝點的拉伸或應變、位移或加速度達到臨界時，摩擦損耗將增加。因而引起頻率和電阻的變化。

　　加工過程中造成DLD不良的主要原因

　　——諧振子表面存在微粒污染。主要產生原因為生產環境不潔凈或非法接觸晶片表面;

　　——諧振子的機械損傷。主要產生原因為研磨過程中產生的劃痕。

　　——電極中存在微粒或銀球。主要產生原因為真空室不潔凈和鍍膜速率不合適。

　　——裝架是電極接觸不良;

　　——支架、電極和石英片之間存在機械應力。

　　·寄生響應

　　所有晶體元件除了主響應(需要的頻率)之外，還有其它的頻率響應。減弱寄生響應的辦法是改變晶片的幾何尺寸、電極，以及晶片加工工藝，但是同時會改變晶體的動、靜態參數。

　　·寄生響應的測量

　　⑴SPDB 用DB表示Fr的幅度與最大寄生幅度的差值;

　　⑵SPUR在最大寄生處的電阻;

　　⑶SPFR 最小電阻寄生與諧振頻率的距離，用Hz或ppm表示。