Techniklexikon

Piezoquarz

Festkörperphysik, piezoelektrisch erregbarer Quarz, wie beispielsweise der trigonale a-Quarz. Piezoquarze werden in der Technik unter Ausnutzung des piezoelektrischen Effekts oder durch seine Umkehrung, die Elektrostriktion, eingesetzt (nichtdiagonale Response-Eigenschaften).

Als bekanntes Anwendungsbeispiel für den Piezoeffekt eines Piezoquarzs kann der Diamant des Tonabnehmers eines Plattenspielers genannt werden: Dieser erzeugt elektronisch verstärkbare (elektrische) Spannungen, welche proportional zu den von den Plattenrillen hervorgerufenen Drücken auf den Quarz sind.

Die Elektrostriktion von Piezoquarzen wird u.a. in Schwingquarzen ausgenutzt Bei konstanter Temperatur sind mit Piezoquarzen sehr stabile mechanische Schwingungen im Frequenzbereich von 10³-10⁸ Hz erzeugbar, was für den den Einsatz in Uhren von grosser Bedeutung ist.

Piezoquarz 1: Schematische Darstellung a) des Piezoeffekts, b) der Elektrostriktion eines Piezoquarzes. Die Ursache ist jeweils als Einfachpfeil, die Wirkung als Doppelpfeil dargestellt; p: mechanischer Druck auf den Quarz, s: elektrische Spannungen.

Piezoquarz 2: Elektrische Anregung (Wechselspannung U) von mechanischen Schwingungen im Quarz. Die graue Ober- und Unterseiten stellen die aufgedampften Elektroden dar.