二氧化硅与计时工具的改进

SiO2与计时工具的改进

资料文献：石英表原理

所谓石英表就是以石英振动器取代机械表中的摆轮，利用其正确的高速摆动来计时的手表。石英表又可以分为指针式及数字式，指针式石英表是将石英振动器正确的高速摆动作电力分周，再进一步透过马达驱动一系列的齿轮，而后带动时、分、秒针，作精确的时间显示。数字式石英表则是将石英脉动透过电子回路，直接在液晶显示器上以数字显示时间，也就是说数字式石英表是完全没有机械性传动的全电子化石英表

石英是一种白氧化物，成分为二氧化硅(SiO2)，石英置于震荡电路里会震动，在特定的条件下，它会将其自身的频率传递到电路中，若将这种特性应用于石英机芯，透过石英震荡器可将电能转变为动能，驱动表针行走。以石英为主体之手表在现在工业发达的社会可利用机械化设备大量生产电路板，再配以电阻及电容，即可完成其机芯，再装上表壳、玻璃及表带，一只石英表即粗略的组装完成。正文：以古观今，二氧化硅（SiO2）在人类发展史上，有着不可替代的作用。说到二氧化硅，我就得从它的结构说起。二氧化硅的网状结构决定了它具有优良的物理和化学性质。二氧化硅分为晶态和无定形两大类，晶态二氧化硅主要存在于石英矿中。纯石英为无色晶体，大而透明的棱柱状石英为水晶。二氧化硅是硅原子跟四个氧原子形成的四面体结构的原子晶体，整个晶体又可以看作是一个巨大分子，SiO2是最简式，并不表示单个分子。密度2.32g/cm3，熔点1723±5℃，沸点2230℃。无定形二氧化硅为白色固体或粉末。化学性质很稳定。不溶于水也不跟水反应。是酸性氧化物，不跟一般酸反应。因此，它的结构使它广泛地用于生活中，如制玻璃、水玻璃、陶器、搪瓷、耐火材料、硅铁、型砂、单质硅等方面。

由于二氧化硅的这种结构，它也广泛的被用于计时器中。从一开始古埃及使用的计时塔，到日晷与水钟的发明，到沙漏的广泛使用，再到14世纪机械钟表问世，然后再到怀表和摆钟的时代…之后接着在20世纪出现的，就是直到现在都非常广泛地应用的石英钟了。之后，还出现了比石英钟更加精确的原子钟……但是，今天我主要讨论的是二氧化硅制石英钟。在这里，我不赘述石英钟的原理。其实，石英钟是靠石英晶片不断振动来计时的。石英晶片之所以能振动，是因为它有压电性。即给它电，它就产生力。并且，所需的电流十分的小。由于使之振动工作所需的电能非常少，它本身振动的能量消耗小，振动频率稳定，而且石英本身物理化学性质优良且稳定，很多计时工具就根据它的振动来计时。不仅如此，由于它性质稳定，振动频率受晶片大小的影响微乎其微，所以它还适合用来制造小型的手表。

石英钟表在如今的社会里这么广受欢迎，它的好处是准确、重量轻及保养较容易。但是它也有缺点，其缺点是：一般石英电池寿命只有一两年，常需更换，再者是利用石英振荡的手表，常使用了五～八年后石英振荡会衰退，相对的准确度会降低。因为石英会衰退，所以人们又发明了原子钟……但是，这并不标志着石英钟的时代已经过去，人们的手腕上依然带着石英钟的表。总之，二氧化硅在计时工具的发展上有着不可磨灭的功劳。它影响了一代计时工具。

计时工具年表：最初的钟是陶制的，在河南陕县庙底沟出土一件新时代时期陶钟，高约9厘米，径5厘米，共鸣体为圆筒形，顶端为圆柱形短柄。

夏禹时期，出现了青铜制的钟。公元前16世纪至前11世纪的商代，我国就有了不同形制的钟，从殷墟出土的乐器中，已能见到用青铜铸成的造型古朴的几种钟。

到了周代，钟在古代乐器分类中，居于八音之首，为金类乐器。铜钟在古代是宗庙或宫廷举行典礼和宴会时所用的乐器。历代都用于雅乐。现在仅作为文物保留，有着重要的历史价值和较高的艺术价值。

1480-1511：早期之便携计时器。

1535：制表工业严重受到宗教的影响和冲击。1575：在这时候桶型表越来越多，直到1600年椭型表的出现。十五世纪早期，

正规的表开始流行，表壳形状也随之多样化。十五世纪中期

表用到了双套壳。即除了外壳还有了另外一层表壳保护机心。

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