ST切石英的抗拉断强度

在各种实验条件下,总共对83块ST切单晶石英圓片的抗拉断强度进行了测量。这项研究的重点是,比较包括天然级和三个人造级(光学级,优质Q级和电子级)的四种不同类型石英的抗拉断强度。由于断裂强度通常与表面光洁度有关,因此,还对两种不同的抛光技术进行了评价。一种技术是从粗磨的表面开始采用Syton抛光。第二种技术是短暂的Syton抛光之后,随即进行精密机械抛光。采用双轴扭曲试验法测量了直径为1英寸,标称厚度为0.1英寸的石英片的抗拉断强度。经拋光的试样平均断裂强度为21,400磅/英寸~2,其标准偏差为±6.000磅/英寸~2。对于四种类型石英和两种不同的拋光技术来说,断裂强度的差别很小。两种类型的平均断裂强度之间的差别正好在标准偏差之内。我们对5块未经抛光的石英片也作了实验,发现其平均断裂强度为8900±800磅/英寸~2。很清楚,抛光的表面会使断裂强度提高两倍多。为了改变石英片表面的性质,还研究了两种特殊的技术。据报道,对很薄的石英片进行了化学腐蚀,就能够有效地提高断裂强度。为了试验化学腐蚀对薄石英片的影响,还折断了经化学腐蚀的10块试样。但是,许多经腐蚀的试样出现了很多腐蚀坑或腐蚀沟,它们的平均断裂强度明显低于抛光的石英片。有些试样少有或没有腐蚀坑或腐蚀沟,它们的断裂强度与抛光过的试样不相上下。另外7个试样在离子刻蚀的抛光表面上有1600个浅槽(～1000A深)。这些试样在平均断裂强度方面没有大的变化。除上述参数外,还发现其他因素,诸如相对温度、Q值(根据红外测量)和试样厚度与断裂强度无关。