水晶一词源于希腊语，即“冰”的意思。古代希腊人认为，无色透明的水晶是水冷却到极点后再也不会变成水的东西。在中国和日本,水晶自古就有“水精”和“水玉”之称,认为水晶是千年的冰化作而成。水晶作为矿物,它属于石英。石英是地球上最普通的矿物,我们把其中透明的优质晶体称作水晶,誉为“石英王子”。

人类对水晶的认识和应用有着悠久的历史,并形成了丰富的文化内涵。在古代许多神话故事和现代的幻想小说里,都把水晶当作具有无限魅力、无比高尚、无穷力量的象征。日本、瑞士、瑞典、乌拉圭等国,把水晶列为国石。

1、水晶种类

水晶俗称石英．成分为SiO₂：，在自然界中发现SiO₂有多种变体，可分为石英、鳞石英、方英石、重石英、柯石英和斯石英等，这些变体成分相同，但其结构各异，基本结构基元都是SiO₂四面体，而且四面体之间都是以顶角相连接。在不同温度的条件下，四面体的结晶方位和相互之间的结合形式不同(链状、层状、网状等)，于是就构成了各种变体，  温度对Si－O₄，四面体结晶方位的影响是十分明显的。

按照石英形成温度的不同，石英可分为六种：高温石英(β)，低温石英（α），高温鳞石英(γ)，低温鳞石英(α)，高温方英石(β)及低温方英石(α)。

各种石英转变温度关系如下：

矿物学家只把常见的纯净而无色透明的α-石英,称为水晶,把α-石英中的紫水晶、发晶、黄晶、红晶、烟晶等列为水晶亚种,而宝石学家们,则把凡具有工艺美术或观赏价值的无色或有色、透明或半透明及至不透明的石英晶体,都划归水晶类。

1）紫晶

紫晶呈华丽的深紫色,光亮美艳,透明度高,是最珍贵的品种,价格比普通水晶高得多。天然紫水晶,其紫色的浓度分淡、中、深、深暗四种,从紫色的色调可分泛紫、淡紫、灰紫、紫蓝、紫红、紫罗兰、紫葡萄、深紫、酱紫、暗紫等。只有紫红、紫葡萄、深紫才适宜加工首饰。天然紫晶中常见包裹体,呈棉絮状,可在加工切割时去掉,真正影响水晶使用的是晶体中的裂纹、裂隙或空洞等缺陷。

紫色水晶是Fe­^3＋离子代替Si^4＋离子的位置而后形成色心，经γ射线辐照变紫色。Fe­^3＋离子的半径比Si^4＋离子的半径要大，因此，Fe³⁺取代Si^4＋后，晶格很容易产生畸变和受到破坏。

2）烟晶

烟色水晶按其形成的颜色机理可以分为两种类型，一种是色心型，一种是离子型。色心型烟色水晶是Al^3＋进入晶格代替Si^4＋，由碱金属（M^＋）进行电荷补偿，经γ射线辐照后变色所致。离子型烟色水晶是因掺入晶体中的过渡族元素而直接显示的离子烟色。这类离子有Fe^2＋，Ni^4＋，V^5＋，Co^2＋等。

3）黄晶

天然黄晶与天然紫色水晶经常相伴生，其着色的杂质离子主要是Fe^3＋，由于Fe^3＋在晶体中的赋存状态是不同的，故晶体所显示的颜色也迥然不同。当Fe^3＋以替位形式存在时，晶体经γ射线辐照后会变为紫色，如果Fe^3＋以间隙充填形式存在时则变为黄色。

2、水晶分类

水晶按其特性和工业用途分为压电水晶、光学水晶、熔炼水晶及工艺水晶4种。

无缺陷的水晶单体,具有压电效应的特性,把它切割成单晶片后制成的谐振器、滤波器具有最高的频率稳定性。这种石英谐振器、滤波器是现代国防、电子工业中不可缺少的重要部件之一,广泛用于自动武器、超音速飞机、导弹、核武器及放大几十万倍的电子显微镜、测定几亿分之一秒的计时仪、电子计算机、人造地球卫星等科学技术的导航、遥控、遥测、电子、电讯设备之中。

光学水晶主要利用其适于紫外线的透射和硬度比玻璃大的特点,用于制造石英折射仪、红外线分析窗口,光谱仪、摄谱仪等。

熔炼水晶是电子工业和新技术的矿物原料,主要制造各种石英玻璃、石英玻璃制品及生产人造水晶,如提炼纯硅用的石英坩埚,光学玻璃、石英栅、化学医疗器皿、碘钨灯、氙灯灯丝的支架、水银灯罩等。

工艺水晶有有色和无色的透明水晶,为制造水晶眼镜片、工艺品的工艺水晶原料。水晶的晶体较大,非常适应于雕刻材料,可制成精美的水晶雕刻工艺品,陈列于案头,增辉添色,显得十分高雅。水晶作为宝石,多用于制造水晶项链、水晶手链、水晶耳坠、水晶胸花、水晶戒面;另外,还有价格档次都高于以上水晶饰品的水晶球、发晶工艺品及水胆水晶工艺摆件等。

3、水晶历史

1669年斯苇诺(N．Steno)对水晶的结晶习性进行了较深入的研究，发现了它的左、右形特征；1708年塑奇泽尔(J．J．scheuchzer)初次对水晶进行了测角；l880年，居里(P．curie)发现了水晶具有压电性；1900-1909年意大利学者斯卑西亚首次用籽晶在热溶液条件下生长出水晶。1914年，布拉格(W.H．Bragg)首次用X射线测定了水晶的晶格类型和晶胞大小；1919年，兰尼(F．Rinne)通过劳厄图谱的对称性定出了水晶的点群。1946年美国开始研究人工水晶生长，至1953年已能长出具有实用价值的压电水晶。1953年日本开始研究，至1960年已步入工业化生产规模。我国人工水晶从1958年开始，1960年在实验室长出合乎制造压电器件要求的水晶。

4、晶体结构

根据水晶结构的不同，可将它分为两种类型：一种为高温相(β)，一种为低温相(α)，相转变点为573ºC，低于573ºC为低温水晶，高于573ºC为高温水晶 。低温水晶属于三方晶系、三方偏方面体类；高温水晶则属于六方晶系。由三方晶系相变到六方晶系是通过温度变化来实现时。