ɬɜɟɪɞɵɟ ɪɚɫɬɜɨɪɵ ɤɚɤɨɝɨ-ɥɢɛɨ ɦɚɝɧɢɬɧɨɝɨ ɮɟɪɪɢɬɚ ɫ ɧɟɦɚɝɧɢɬɧɵɦ ɮɟɪɪɢɬɨɦ ɰɢɧɤɚ (ɪɢɫ. 2.21).
ɂɡ ɪɢɫ. 2.21 ɜɢɞɧɨ, ɱɬɨ ɩɪɢ ɡɚɦɟɳɟɧɢɢ ɤɚɬɢɨɧɨɜ Ɇɟ2+ ɧɚ ɧɟɦɚɝɧɢɬɧɵɟ ɤɚɬɢɨɧɵ Zn2+ ɜ ɬɟɬɪɚɷɞɪɢɱɟɫɤɢɯ ɩɨɡɢɰɢɹɯ ɩɪɨɢɫɯɨɞɢɬ ɭɜɟɥɢɱɟɧɢɟ ɫɭɦɦɚɪɧɨɝɨ ɦɚɝɧɢɬɧɨɝɨ ɦɨɦɟɧɬɚ, ɬɚɤ ɤɚɤ ɜ ɬɟɬɪɚɷɞɪɢɱɟɫɤɨɣ ɩɨɞɪɟɲɟɬɤɟ ɦɚɝɧɢɬɧɵɣ ɦɨɦɟɧɬ ɭɦɟɧɶɲɚɟɬɫɹ, ɚ ɜ ɨɤɬɚɷɞɪɢɱɟɫɤɨɣ ɧɟ ɢɡɦɟɧɹɟɬɫɹ. Ɍɟɨɪɟɬɢɱɟɫɤɢ ɦɚɝɧɢɬɧɵɣ ɦɨɦɟɧɬ ɞɨɥɠɟɧ ɫɬɪɟɦɢɬɶɫɹ ɤ 10ȝȼ ɩɪɢ į = 1 (ɲɬɪɢɯɨɜɵɟ ɥɢɧɢɢ ɧɚ ɪɢɫ. 2.21). Ɉɞɧɚɤɨ ɭɦɟɧɶɲɟɧɢɟ ɤɨɥɢɱɟɫɬɜɚ ɦɚɝɧɢɬɧɵɯ ɤɚɬɢɨɧɨɜ ɜ ɬɟɬɪɚɷɞɪɢɱɟɫɤɨɣ ɩɨɞ-
Ɋɢɫ. 2.21. Ɇɚɝɧɢɬɧɵɟ ɦɨɦɟɧɬɵ ɜ ɦɚɝɧɟɬɨɧɚɯ Ȼɨɪɚ
ɧɚ ɮɨɪɦɭɥɶɧɭɸ ɟɞɢɧɢɰɭ ɬɜɟɪɞɵɯ ɪɚɫɬɜɨɪɨɜ MeFe2O4 – ZnFe2O4
71
ɪɟɲɟɬɤɟ ɩɪɢɜɨɞɢɬ ɤ ɭɦɟɧɶɲɟɧɢɸ ɷɧɟɪɝɢɣ ɨɛɦɟɧɧɵɯ ɜɡɚɢɦɨɞɟɣɫɬɜɢɣ (Ⱥ–Ⱥ) ɢ (Ⱥ–ȼ) ɢ ɩɨɫɬɟɩɟɧɧɨɦɭ ɧɚɪɭɲɟɧɢɸ ɤɨɥɥɢɧɟɚɪɧɨɫɬɢ ɦɚɝɧɢɬɧɵɯ ɦɨɦɟɧɬɨɜ ɩɨɞɪɟɲɟɬɨɤ. ȼ ɩɪɟɞɟɥɟ (ɩɪɢ ɩɨɥɧɨɣ ɡɚɦɟɧɟ ɦɚɝɧɢɬɧɵɯ ɤɚɬɢɨɧɨɜ ɧɚ ɧɟɦɚɝɧɢɬɧɵɟ) ɨɫɬɚɟɬɫɹ ɬɨɥɶɤɨ ɚɧɬɢɮɟɪɪɨɦɚɝɧɢɬɧɨɟ ɜɡɚɢɦɨɞɟɣɫɬɜɢɟ (ȼ–ȼ). Ɉɩɢɫɚɧɧɨɟ ɫɜɨɣɫɬɜɨ ɬɜɟɪɞɵɯ ɪɚɫɬɜɨɪɨɜ ɮɟɪɪɢɬɨɜ-ɲɩɢɧɟɥɟɣ ɲɢɪɨɤɨ ɢɫɩɨɥɶɡɭɟɬɫɹ ɞɥɹ ɫɨɡɞɚɧɢɹ ɮɟɪɪɢɬɨɜ ɫ ɧɟɨɛɯɨɞɢɦɵɦɢ ɦɚɝɧɢɬɧɵɦɢ ɩɚɪɚɦɟɬɪɚɦɢ.
ɋɬɪɨɝɨ ɝɨɜɨɪɹ, ɮɟɪɪɢɬɚɦɢ ɩɪɚɜɢɥɶɧɨ ɛɵɥɨ ɛɵ ɧɚɡɵɜɚɬɶ ɬɨɥɶɤɨ ɦɚɝɧɢɬɧɵɟ ɫɨɟɞɢɧɟɧɢɹ ɫɨ ɫɬɪɭɤɬɭɪɨɣ ɲɩɢɧɟɥɢ. Ɉɞɧɚɤɨ ɜ ɧɚɫɬɨɹɳɟɟ ɜɪɟɦɹ ɮɟɪɪɢɬɚɦɢ ɧɚɡɵɜɚɸɬ ɜɫɟ ɨɤɫɢɞɧɵɟ ɫɨɟɞɢɧɟɧɢɹ (ɧɟɡɚɜɢɫɢɦɨ ɨɬ ɢɯ ɤɪɢɫɬɚɥɥɢɱɟɫɤɨɣ ɫɬɪɭɤɬɭɪɵ), ɨɛɥɚɞɚɸɳɢɟ ɮɟɪɪɢɦɚɝɧɢɬɧɨɣ ɭɩɨɪɹɞɨɱɟɧɧɨɫɬɶɸ.
Ɏɟɪɪɢɬɵ ɫɨ ɫɬɪɭɤɬɭɪɨɣ ɝɪɚɧɚɬɚ Ca3Al2(SiO4)3 ɢɦɟɸɬ ɨɛɳɭɸ ɮɨɪɦɭɥɭ R3Fe5O12, ɝɞɟ ɫɢɦɜɨɥɨɦ R ɨɛɨɡɧɚɱɟɧɵ Y, Sm, Eu, Gd, Tb,
Dy, Ho, Er, Tm, Yb ɢɥɢ Lu. Ɏɟɪɪɨɝɪɚɧɚɬɵ ɢɦɟɸɬ ɫɥɨɠɧɭɸ ɤɭɛɢɱɟɫɤɭɸ ɫɬɪɭɤɬɭɪɭ, ɷɥɟɦɟɧɬɚɪɧɚɹ ɹɱɟɣɤɚ ɤɨɬɨɪɨɣ ɜɤɥɸɱɚɟɬ 8 ɮɨɪɦɭɥɶɧɵɯ ɟɞɢɧɢɰ, ɬ. ɟ. 96 ɢɨɧɨɜ ɤɢɫɥɨɪɨɞɚ ɢ 64 ɤɚɬɢɨɧɚ. Ʉɚɬɢɨɧɵ ɪɚɫɩɪɟɞɟɥɹɸɬɫɹ ɩɨ ɩɨɡɢɰɢɹɦ ɬɪɟɯ ɬɢɩɨɜ: ɚ – ɨɤɬɚɷɞɪɢɱɟɫɤɢɟ, d – ɬɟɬɪɚɷɞɪɢɱɟɫɤɢɟ ɢ ɫ – ɞɨɞɟɤɚɷɞɪɢɱɟɫɤɢɟ. Ɍɪɟɯɜɚɥɟɧɬɧɵɟ ɤɚɬɢɨɧɵ ɠɟɥɟɡɚ ɡɚɧɢɦɚɸɬ ɚ- ɢ d-ɩɨɡɢɰɢɢ ɜ ɫɨɨɬɧɨɲɟɧɢɢ 2/3, ɚ ɛɨɥɟɟ ɤɪɭɩɧɵɟ ɤɚɬɢɨɧɵ ɪɟɞɤɨɡɟɦɟɥɶɧɵɯ ɷɥɟɦɟɧɬɨɜ (ɢɨɧɧɵɣ ɪɚɞɢɭɫ § 0,13 ɧɦ ɛɥɢɡɨɤ ɤ ɪɚɞɢɭɫɭ ɢɨɧɚ ɤɢɫɥɨɪɨɞɚ) ɪɚɫɩɨɥɚɝɚɸɬɫɹ ɜ ɫ-ɩɨɡɢɰɢɹɯ. Ɇɚɝɧɢɬɧɵɟ ɫɜɨɣɫɬɜɚ ɫɨɝɥɚɫɧɨ ɬɟɨɪɢɢ ɇɟɟɥɹ ɨɩɪɟɞɟɥɹɸɬɫɹ ɫɢɥɶɧɵɦ ɤɨɫɜɟɧɧɵɦ ɨɬɪɢɰɚɬɟɥɶɧɵɦ ɨɛɦɟɧɧɵɦ ɜɡɚɢɦɨɞɟɣɫɬɜɢɟɦ ɦɟɠɞɭ ɤɚɬɢɨɧɚɦɢ Fe3+ ɜ ɚ- ɢ d-ɩɨɡɢɰɢɹɯ ɢ ɡɧɚɱɢɬɟɥɶɧɨ ɛɨɥɟɟ ɫɥɚɛɵɦ ɜɡɚɢɦɨɞɟɣɫɬɜɢɟɦ ɦɟɠɞɭ ɢɨɧɚɦɢ ɪɟɞɤɨɡɟɦɟɥɶɧɵɯ ɷɥɟɦɟɧɬɨɜ. ɇɟɟɥɶ ɨɛɴɟɞɢɧɢɥ ɩɨɞɪɟɲɟɬɤɢ ɚ ɢ d ɜ ɨɞɧɭ, ɧɚɦɚɝɧɢɱɟɧɧɨɫɬɶ ɤɨɬɨɪɨɣ ɢ ɨɩɪɟɞɟɥɹɟɬ ɚɧɬɢɩɚɪɚɥɥɟɥɶɧɨɟ ɟɣ ɧɚɩɪɚɜɥɟɧɢɟ ɧɚɦɚɝɧɢɱɟɧɧɨɫɬɢ ɫ-ɩɨɞɪɟɲɟɬɤɢ. ɉɨ ɦɟɪɟ ɪɨɫɬɚ ɬɟɦɩɟɪɚɬɭɪɵ ɧɚɦɚɝɧɢɱɟɧɧɨɫɬɶ ɫ-ɩɨɞɪɟɲɟɬɤɢ ɪɟɡɤɨ ɭɦɟɧɶɲɚɟɬɫɹ, ɱɬɨ ɩɪɢɜɨɞɢɬ ɤ ɬɟɦɩɟɪɚɬɭɪɧɨɣ ɡɚɜɢɫɢɦɨɫɬɢ ɧɚɦɚɝɧɢɱɟɧɧɨɫɬɢ ɫ ɬɟɦɩɟɪɚɬɭɪɨɣ ɤɨɦɩɟɧɫɚɰɢɢ Tɤ (ɫɦ. ɪɢɫ. 2.19) ɩɪɚɤɬɢɱɟɫɤɢ ɞɥɹ ɜɫɟɯ ɮɟɪɪɨɝɪɚɧɚɬɨɜ. ȼ ɫɬɪɭɤɬɭɪɭ ɝɪɚɧɚɬɚ ɦɨɠɧɨ ɨɞɧɨɜɪɟɦɟɧɧɨ ɜɜɨɞɢɬɶ ɪɚɡɥɢɱɧɵɟ ɪɟɞɤɨɡɟɦɟɥɶɧɵɟ ɷɥɟɦɟɧɬɵ, ɚ ɱɚɫɬɶ ɢɨɧɨɜ Fe3+ ɦɨɠɧɨ ɡɚɦɟɳɚɬɶ ɢɨɧɚɦɢ Al3+ ɢɥɢ Ga3+. Ɍɚɤɢɦ ɨɛɪɚɡɨɦ, ɪɟɝɭɥɢɪɭɹ ɫɨɫɬɚɜ ɮɟɪɪɨɝɪɚɧɚɬɚ,
72
ɦɨɠɧɨ ɩɨɥɭɱɢɬɶ ɬɪɟɛɭɟɦɵɟ ɡɧɚɱɟɧɢɹ Ɍɤ, ɧɚɦɚɝɧɢɱɟɧɧɨɫɬɢ ɧɚɫɵɳɟɧɢɹ ɢ ɞɪɭɝɢɯ ɩɚɪɚɦɟɬɪɨɜ. ɉɪɚɤɬɢɱɟɫɤɢ ɜɫɟ ɮɟɪɪɨɝɪɚɧɚɬɵ ɨɛɥɚɞɚɸɬ ɛɥɢɡɤɢɦɢ ɡɧɚɱɟɧɢɹɦɢ ɬɟɦɩɟɪɚɬɭɪɵ Ʉɸɪɢ: 540…580 Ʉ.
Ɏɟɪɪɢɬɵ ɫɨ ɫɬɪɭɤɬɭɪɨɣ ɦɚɝɧɟɬɨɩɥɸɦɛɢɬɚ (PbFe12O19) ɩɨɦɢ-
ɦɨ ɢɨɧɨɜ Fe3+ ɜɤɥɸɱɚɸɬ ɜ ɫɟɛɹ ɢɨɧɵ ɞɜɭɯɜɚɥɟɧɬɧɵɯ ɦɟɬɚɥɥɨɜ, ɬɚɤɢɯ ɠɟ, ɤɚɤ ɮɟɪɪɢɬɵ-ɲɩɢɧɟɥɢ, ɚ ɬɚɤɠɟ ɤɪɭɩɧɵɟ ɩɨ ɪɚɡɦɟɪɭ ɢɨɧɵ ȼɚ2+, Sr2+, ɤɨɬɨɪɵɟ ɫɤɨɪɟɟ ɡɚɦɟɳɚɸɬ ɢɨɧɵ ɤɢɫɥɨɪɨɞɚ, ɱɟɦ ɩɨɩɚɞɚɸɬ ɜ ɩɭɫɬɨɬɵ ɦɟɠɞɭ ɧɢɦɢ. ȼ ɫɜɹɡɢ ɫ ɷɬɢɦ ɞɚɧɧɵɟ ɮɟɪɪɢɬɵ ɨɛɪɚɡɭɸɬ ɫɥɨɠɧɭɸ, ɜ ɰɟɥɨɦ ɝɟɤɫɚɝɨɧɚɥɶɧɭɸ ɫɬɪɭɤɬɭɪɭ (ɢɯ ɟɳɟ ɧɚɡɵɜɚɸɬ ɝɟɤɫɚɮɟɪɪɢɬɚɦɢ), ɜ ɤɨɬɨɪɨɣ ɜɞɨɥɶ ɞɥɢɧɧɨɣ ɨɫɢ ɲɩɢɧɟɥɶɧɵɟ ɛɥɨɤɢ ɱɟɪɟɞɭɸɬɫɹ ɫɨ ɫɥɨɹɦɢ, ɫɨɞɟɪɠɚɳɢɦɢ ɛɨɥɶɲɢɟ ɩɨ ɪɚɡɦɟɪɭ ɤɚɬɢɨɧɵ. Ƚɟɤɫɚɮɟɪɪɢɬɵ ɨɛɥɚɞɚɸɬ ɛɨɥɶɲɨɣ ɨɞɧɨɨɫɧɨɣ ɦɚɝɧɢɬɧɨɣ ɚɧɢɡɨɬɪɨɩɢɟɣ, ɱɬɨ ɩɨɡɜɨɥɹɟɬ ɢɫɩɨɥɶɡɨɜɚɬɶ ɢɯ ɤɚɤ ɦɚɬɟɪɢɚɥɵ ɞɥɹ ɩɨɫɬɨɹɧɧɵɯ ɦɚɝɧɢɬɨɜ.
Ɏɟɪɪɢɬɵ ɫɨ ɫɬɪɭɤɬɭɪɨɣ ɩɟɪɨɜɫɤɢɬɚ (CaTiO3), ɢɥɢ ɨɪɬɨɮɟɪ-
ɪɢɬɵ, ɜ ɤɨɬɨɪɵɯ ɢɨɧɵ ɤɚɥɶɰɢɹ ɡɚɦɟɳɟɧɵ ɢɨɧɚɦɢ ɪɟɞɤɨɡɟɦɟɥɶɧɵɯ ɷɥɟɦɟɧɬɨɜ, ɚ ɢɨɧɵ ɬɢɬɚɧɚ – ɢɨɧɚɦɢ ɠɟɥɟɡɚ. Ɉɪɬɨɮɟɪɪɢɬɵ ɨɛɥɚɞɚɸɬ ɞɜɭɦɹ ɧɟɷɤɜɢɜɚɥɟɧɬɧɵɦɢ ɤɚɬɢɨɧɧɵɦɢ ɩɨɞɪɟɲɟɬɤɚɦɢ, ɢ, ɟɫɥɢ ɨɛɟ ɩɨɞɪɟɲɟɬɤɢ ɡɚɧɹɬɵ ɦɚɝɧɢɬɨɚɤɬɢɜɧɵɦɢ ɢɨɧɚɦɢ, ɜɨɡɦɨɠɧɨ ɮɟɪɪɢɦɚɝɧɢɬɧɨɟ ɭɩɨɪɹɞɨɱɟɧɢɟ ɦɚɝɧɢɬɧɵɯ ɦɨɦɟɧɬɨɜ.
Ʉɨɧɬɪɨɥɶɧɵɟ ɜɨɩɪɨɫɵ ɤ ɝɥɚɜɟ 2
1.ɉɟɪɟɱɢɫɥɢɬɟ ɜɢɞɵ ɫɚɦɨɩɪɨɢɡɜɨɥɶɧɨɝɨ ɭɩɨɪɹɞɨɱɟɧɢɹ ɦɚɝɧɢɬɧɵɯ ɦɨɦɟɧɬɨɜ. ɉɪɢɜɟɞɢɬɟ ɤɨɧɤɪɟɬɧɵɟ ɩɪɢɦɟɪɵ.
2.ɉɨɱɟɦɭ ɞɢɚɦɚɝɧɢɬɧɚɹ ɜɨɫɩɪɢɢɦɱɢɜɨɫɬɶ ɩɪɚɤɬɢɱɟɫɤɢ ɧɟ ɡɚɜɢɫɢɬ ɨɬ ɬɟɦɩɟɪɚɬɭɪɵ, ɚ ɩɚɪɚɦɚɝɧɢɬɧɚɹ ɜɨɫɩɪɢɢɦɱɢɜɨɫɬɶ ɫɢɥɶɧɨ ɡɚɜɢɫɢɬ ɨɬ ɧɟɟ?
3.Ʉɚɤɭɸ ɪɨɥɶ ɢɝɪɚɟɬ ɬɟɩɥɨɜɨɟ ɞɜɢɠɟɧɢɟ ɚɬɨɦɨɜ ɩɚɪɚɦɚɝɧɢɬɧɨɝɨ ɝɚɡɚ ɜ ɭɫɬɚɧɨɜɥɟɧɢɢ ɧɚɦɚɝɧɢɱɟɧɧɨɫɬɢ ɩɨɞ ɞɟɣɫɬɜɢɟɦ ɜɧɟɲɧɟɝɨ ɩɨɥɹ ɢ ɜ ɩɪɨɬɢɜɨɞɟɣɫɬɜɢɢ ɭɫɬɚɧɨɜɥɟɧɢɸ ɩɨɥɧɨɝɨ ɚɬɨɦɧɨɝɨ ɦɚɝɧɢɬɧɨɝɨ ɩɨɪɹɞɤɚ?
4.ɂɡɜɟɫɬɧɨ, ɱɬɨ ɞɨɫɬɢɠɟɧɢɟ ɬɟɦɩɟɪɚɬɭɪɵ, ɪɚɜɧɨɣ 0 Ʉ, ɩɪɚɤɬɢɱɟɫɤɢ ɧɟɜɨɡɦɨɠɧɨ. Ʉɚɤɢɦ ɨɛɪɚɡɨɦ ɦɨɠɧɨ ɩɪɢɛɥɢɡɢɬɶɫɹ ɤ ɚɛɫɨɥɸɬɧɨɦɭ ɧɭɥɸ, ɢɫɩɨɥɶɡɭɹ ɫɜɨɣɫɬɜɚ ɩɚɪɚɦɚɝɧɟɬɢɤɨɜ?
73
5. ɉɨɱɟɦɭ ɚɬɨɦɵ ɜɨɞɨɪɨɞɚ ɫɩɨɫɨɛɧɵ ɨɛɪɚɡɨɜɵɜɚɬɶ ɦɨɥɟɤɭɥɭ ɇ2 ɬɨɥɶɤɨ ɩɪɢ ɚɧɬɢɩɚɪɚɥɥɟɥɶɧɨɣ ɨɪɢɟɧɬɚɰɢɢ ɫɩɢɧɨɜɵɯ ɦɚɝɧɢɬɧɵɯ
ɦɨɦɟɧɬɨɜ?
6.Ɉɛɴɹɫɧɢɬɟ ɜɨɡɧɢɤɧɨɜɟɧɢɟ ɫɩɨɧɬɚɧɧɨɣ ɧɚɦɚɝɧɢɱɟɧɧɨɫɬɢ ɜ ɦɟɬɚɥɥɢɱɟɫɤɢɯ ɮɟɪɪɨɦɚɝɧɟɬɢɤɚɯ ɧɚ ɨɫɧɨɜɚɧɢɢ ɩɪɟɞɫɬɚɜɥɟɧɢɣ ɨ ɤɨɥɥɟɤɬɢɜɢɡɢɪɨɜɚɧɧɵɯ ɷɥɟɤɬɪɨɧɚɯ.
7.Ɉɩɢɲɢɬɟ ɩɪɨɰɟɫɫ ɤɨɫɜɟɧɧɨɝɨ ɨɛɦɟɧɧɨɝɨ ɜɡɚɢɦɨɞɟɣɫɬɜɢɹ ɩɨ Ʉɪɚɦɟɪɫɭ. Ʉɚɤɢɦ ɨɛɪɚɡɨɦ ɦɨɠɟɬ ɨɫɭɳɟɫɬɜɥɹɬɶɫɹ ɷɬɨɬ ɩɪɨɰɟɫɫ ɜ ɩɪɨɜɨɞɹɳɢɯ ɦɚɬɟɪɢɚɥɚɯ?
8.ɑɟɦ ɜɵɡɜɚɧɨ ɩɪɟɨɛɥɚɞɚɸɳɟɟ ɪɚɫɩɨɥɨɠɟɧɢɟ ɤɚɬɢɨɧɨɜ ɜ ɬɟɬɪɚɷɞɪɢɱɟɫɤɢɯ ɢ ɨɤɬɚɷɞɪɢɱɟɫɤɢɯ ɩɨɡɢɰɢɹɯ ɮɟɪɪɢɬɨɜ-ɲɩɢɧɟɥɟɣ?
9.Ɉɛɴɹɫɧɢɬɟ ɩɪɢɱɢɧɭ ɪɚɡɥɢɱɢɹ ɭɞɟɥɶɧɨɝɨ ɦɚɝɧɢɬɧɨɝɨ ɦɨɦɟɧɬɚ ɜ ɟɞɢɧɢɰɚɯ ȝȼ ɧɚ ɮɨɪɦɭɥɶɧɭɸ ɟɞɢɧɢɰɭ ɞɥɹ ɬɜɟɪɞɵɯ ɪɚɫɬɜɨɪɨɜ
MnFe2O4–ZnFe2O4 ɢ NiFe2O4–ZnFe2O4 ɩɨ ɫɪɚɜɧɟɧɢɸ ɫ ɦɨɧɨɮɟɪɪɢ-
ɬɚɦɢ ɧɚ ɨɫɧɨɜɟ Mn ɢ Ni.
74
Ƚɥɚɜɚ 3. ɗɇȿɊȽɂə ɎȿɊɊɈɆȺȽɇɂɌɇɈȽɈ ɋɈɋɌɈəɇɂə. ȾɈɆȿɇɇɕȿ ɋɌɊɍɄɌɍɊɕ
ȼ ɩɪɟɞɵɞɭɳɢɯ ɝɥɚɜɚɯ ɛɵɥɨ ɩɨɤɚɡɚɧɨ, ɱɬɨ ɩɪɢɱɢɧɨɣ ɜɨɡɧɢɤɧɨɜɟɧɢɹ ɮɟɪɪɨɦɚɝɧɢɬɧɨɣ ɭɩɨɪɹɞɨɱɟɧɧɨɫɬɢ ɦɚɝɧɢɬɧɵɯ ɦɨɦɟɧɬɨɜ ɹɜɥɹɟɬɫɹ ɨɛɦɟɧɧɚɹ ɷɧɟɪɝɢɹ (ɦɨɥɟɤɭɥɹɪɧɨɟ ɩɨɥɟ ȼɟɣɫɫɚ). Ɉɞɧɚɤɨ, ɤɚɤ ɩɨɤɚɡɵɜɚɟɬ ɨɩɵɬ, ɮɟɪɪɨɦɚɝɧɢɬɧɨɟ ɬɟɥɨ, ɤɚɤ ɩɪɚɜɢɥɨ, ɧɚɯɨɞɢɬɫɹ ɜ ɪɚɡɦɚɝɧɢɱɟɧɧɨɦ ɫɨɫɬɨɹɧɢɢ. Ⱦɥɹ ɨɛɴɹɫɧɟɧɢɹ ɷɬɨɝɨ ȼɟɣɫɫ ɜɵɞɜɢɧɭɥ ɝɢɩɨɬɟɡɭ (ɜɬɨɪɚɹ ɝɢɩɨɬɟɡɚ ȼɟɣɫɫɚ) ɨ ɬɨɦ, ɱɬɨ ɮɟɪɪɨɦɚɝɧɢɬɧɨɟ ɬɟɥɨ ɫɚɦɨɩɪɨɢɡɜɨɥɶɧɨ ɪɚɡɛɢɜɚɟɬɫɹ ɧɚ ɦɧɨɠɟɫɬɜɨ ɦɚɤɪɨɨɛɥɚɫɬɟɣ (ɞɨɦɟɧɨɜ). Ʉɚɠɞɵɣ ɞɨɦɟɧ ɧɚɦɚɝɧɢɱɟɧ ɞɨ ɧɚɫɵɳɟɧɢɹ, ɚ ɜɟɤɬɨɪɵ ɦɚɝɧɢɬɧɵɯ ɦɨɦɟɧɬɨɜ ɪɚɡɧɵɯ ɞɨɦɟɧɨɜ ɪɚɜɧɨɜɟɪɨɹɬɧɨ ɪɚɫɩɨɥɨɠɟɧɵ ɜ ɩɪɨɫɬɪɚɧɫɬɜɟ, ɱɬɨ ɜ ɫɭɦɦɟ ɩɪɢɜɨɞɢɬ ɤ ɧɭɥɟɜɨɣ ɧɚɦɚɝɧɢɱɟɧɧɨɫɬɢ.
Ⱦɥɹ ɨɛɴɹɫɧɟɧɢɹ ɜɨɡɧɢɤɧɨɜɟɧɢɹ ɞɨɦɟɧɧɨɣ ɫɬɪɭɤɬɭɪɵ ɧɟɨɛɯɨɞɢɦɨ ɩɪɨɚɧɚɥɢɡɢɪɨɜɚɬɶ ɜɫɟ ɜɨɡɦɨɠɧɵɟ ɜɢɞɵ ɷɧɟɪɝɢɢ, ɫɭɳɟɫɬɜɭɸɳɢɟ ɜ ɮɟɪɪɨɦɚɝɧɢɬɧɨɦ ɬɟɥɟ. Ɍɨɝɞɚ ɭɫɬɨɣɱɢɜɨɦɭ ɫɨɫɬɨɹɧɢɸ ɮɟɪɪɨɦɚɝɧɟɬɢɤɚ ɛɭɞɟɬ ɫɨɨɬɜɟɬɫɬɜɨɜɚɬɶ ɦɢɧɢɦɭɦ ɜɫɟɯ ɷɧɟɪɝɟɬɢɱɟɫɤɢɯ ɜɤɥɚɞɨɜ.
Ɇɨɠɧɨ ɜɵɞɟɥɢɬɶ ɫɥɟɞɭɸɳɢɟ ɜɨɡɦɨɠɧɵɟ ɜɢɞɵ ɷɧɟɪɝɢɢ:
1)ɷɧɟɪɝɢɹ ɨɛɦɟɧɧɨɝɨ ɜɡɚɢɦɨɞɟɣɫɬɜɢɹ ȿɨɛɦ;
2)ɷɧɟɪɝɢɹ ɤɪɢɫɬɚɥɥɨɝɪɚɮɢɱɟɫɤɨɣ ɦɚɝɧɢɬɧɨɣ ɚɧɢɡɨɬɪɨɩɢɢ ȿk;
3)ɷɧɟɪɝɢɹ ɦɚɝɧɢɬɨɫɬɪɢɤɰɢɨɧɧɨɣ ɞɟɮɨɪɦɚɰɢɢ ȿȜ;
4)ɦɚɝɧɢɬɨɭɩɪɭɝɚɹ ɷɧɟɪɝɢɹ ȿı;
5)ɦɚɝɧɢɬɨɫɬɚɬɢɱɟɫɤɚɹ ɷɧɟɪɝɢɹ (ɷɧɟɪɝɢɹ ɪɚɡɦɚɝɧɢɱɢɜɚɧɢɹ) ȿd;
6)ɦɚɝɧɢɬɧɚɹ ɷɧɟɪɝɢɹ (ɷɧɟɪɝɢɹ ɜɡɚɢɦɨɞɟɣɫɬɜɢɹ ɫ ɜɧɟɲɧɢɦ ɦɚɝɧɢɬɧɵɦ ɩɨɥɟɦ ȿɦ).
Ɋɚɫɱɟɬɵ ɩɨɤɚɡɵɜɚɸɬ, ɱɬɨ ȿɨɛɦ ɜ 103…104 ɪɚɡ ɛɨɥɶɲɟ ɞɪɭɝɢɯ ɷɧɟɪɝɢɣ, ɩɨɷɬɨɦɭ ɩɪɢ ɚɧɚɥɢɡɟ ɢɯ ɜɥɢɹɧɢɹ ɦɨɠɧɨ ɩɪɟɞɩɨɥɨɠɢɬɶ, ɱɬɨ ɜɫɟ ɬɟɥɨ ɧɚɦɚɝɧɢɱɟɧɨ ɞɨ ɧɚɫɵɳɟɧɢɹ, ɢɥɢ ɪɚɫɫɦɚɬɪɢɜɚɬɶ ɨɬɞɟɥɶɧɨ ɜɡɹɬɵɣ ɞɨɦɟɧ. ȼɟɥɢɱɢɧɚ ɜɧɟɲɧɟɝɨ ɦɚɝɧɢɬɧɨɝɨ ɩɨɥɹ ɜ ɛɨɥɶɲɢɧɫɬɜɟ ɫɥɭɱɚɟɜ ɡɧɚɱɢɬɟɥɶɧɨ ɦɟɧɶɲɟ ɜɟɥɢɱɢɧɵ ɦɨɥɟɤɭɥɹɪɧɨɝɨ ɩɨɥɹ. Ɉɞɧɚɤɨ, ɤɚɤ ɛɭɞɟɬ ɩɨɤɚɡɚɧɨ ɞɚɥɟɟ, ɜɨɡɧɢɤɧɨɜɟɧɢɟ ɫɚɦɢɯ ɞɨɦɟɧɨɜ ɢ ɞɨɦɟɧɧɨɣ ɫɬɪɭɤɬɭɪɵ ɬɟɥɚ ɨɩɪɟɞɟɥɹɟɬɫɹ ɜɥɢɹɧɢɟɦ ɜɫɟɯ ɜɢɞɨɜ ɷɧɟɪɝɢɢ.
75
3.1. ɗɧɟɪɝɢɹ ɤɪɢɫɬɚɥɥɨɝɪɚɮɢɱɟɫɤɨɣ ɦɚɝɧɢɬɧɨɣ ɚɧɢɡɨɬɪɨɩɢɢ
Ɇɚɝɧɢɬɧɚɹ ɚɧɢɡɨɬɪɨɩɢɹ – ɷɬɨ ɹɜɥɟɧɢɟ ɩɪɟɢɦɭɳɟɫɬɜɟɧɧɨɣ ɨɪɢɟɧɬɚɰɢɢ ɫɩɨɧɬɚɧɧɨɣ ɧɚɦɚɝɧɢɱɟɧɧɨɫɬɢ ɮɟɪɪɨɦɚɝɧɟɬɢɤɚ ɜɞɨɥɶ ɨɫɨɛɵɯ, ɯɚɪɚɤɬɟɪɧɵɯ ɞɥɹ ɞɚɧɧɨɝɨ ɜɟɳɟɫɬɜɚ, ɤɪɢɫɬɚɥɥɨɝɪɚɮɢɱɟɫɤɢɯ ɨɫɟɣ. Ⱦɪɭɝɢɦɢ ɫɥɨɜɚɦɢ: ɷɬɨ ɹɜɥɟɧɢɟ ɢɡɦɟɧɟɧɢɹ ɜɧɭɬɪɟɧɧɟɣ ɷɧɟɪɝɢɢ ɮɟɪɪɨɦɚɝɧɟɬɢɤɚ ɜ ɡɚɜɢɫɢɦɨɫɬɢ ɨɬ ɨɪɢɟɧɬɚɰɢɢ ɧɚɦɚɝɧɢɱɟɧɧɨɫɬɢ ɤɪɢɫɬɚɥɥɚ. ɂɡ ɨɩɵɬɚ ɢɡɜɟɫɬɧɨ, ɱɬɨ ɧɚɦɚɝɧɢɱɢɜɚɧɢɟ ɮɟɪɪɨɦɚɝɧɟɬɢɤɚ ɜɞɨɥɶ ɪɚɡɥɢɱɧɵɯ ɤɪɢɫɬɚɥɥɨɝɪɚɮɢɱɟɫɤɢɯ ɧɚɩɪɚɜɥɟɧɢɣ ɨɫɭɳɟɫɬɜɥɹɟɬɫɹ ɩɨɪɚɡɧɨɦɭ: ɜɞɨɥɶ ɧɟɤɨɬɨɪɨɝɨ ɧɚɩɪɚɜɥɟɧɢɹ ɧɚɦɚɝɧɢɱɟɧɧɨɫɬɶ ɧɚɫɵɳɟɧɢɹ ɞɨɫɬɢɝɚɟɬɫɹ ɩɪɢ ɫɭɳɟɫɬɜɟɧɧɨ ɦɟɧɶɲɢɯ ɦɚɝɧɢɬɧɵɯ ɩɨɥɹɯ, ɱɟɦ ɜɞɨɥɶ ɞɪɭɝɢɯ ɧɚɩɪɚɜɥɟɧɢɣ. ɇɚ ɪɢɫ. 3.1 ɤɚɱɟɫɬɜɟɧɧɨ ɩɪɟɞɫɬɚɜɥɟɧɵ ɤɪɢɜɵɟ ɧɚɦɚɝɧɢɱɢɜɚɧɢɹ ɨɫɧɨɜɧɵɯ ɮɟɪɪɨɦɚɝɧɟɬɢɤɨɜ (Fe, Ni, Co).
ɚ |
ɛ |
ɜ |
Ɋɢɫ. 3.1. Ʉɪɢɜɵɟ ɧɚɦɚɝɧɢɱɢɜɚɧɢɹ ɜɞɨɥɶ ɝɥɚɜɧɵɯ ɤɪɢɫɬɚɥɥɨɝɪɚɮɢɱɟɫɤɢɯ ɧɚɩɪɚɜɥɟɧɢɣ: ɚ – ɤɪɢɫɬɚɥɥɚ ɠɟɥɟɡɚ; ɛ – ɤɪɢɫɬɚɥɥɚ ɧɢɤɟɥɹ; ɜ – ɤɪɢɫɬɚɥɥɚ ɤɨɛɚɥɶɬɚ
Ʉɪɢɫɬɚɥɥɨɝɪɚɮɢɱɟɫɤɢɟ ɧɚɩɪɚɜɥɟɧɢɹ, ɜɞɨɥɶ ɤɨɬɨɪɵɯ ɧɚɦɚɝɧɢɱɟɧɧɨɫɬɶ ɧɚɫɵɳɟɧɢɹ ɞɨɫɬɢɝɚɟɬɫɹ ɩɪɢ ɫɚɦɵɯ ɦɚɥɵɯ ɦɚɝɧɢɬɧɵɯ ɩɨɥɹɯ, ɧɚɡɵɜɚɸɬɫɹ ɧɚɩɪɚɜɥɟɧɢɹɦɢ (ɨɫɹɦɢ) ɥɟɝɤɨɝɨ ɧɚɦɚɝɧɢɱɢɜɚɧɢɹ. ȼɫɟ ɨɫɬɚɥɶɧɵɟ ɧɚɡɵɜɚɸɬɫɹ ɧɚɩɪɚɜɥɟɧɢɹɦɢ ɬɪɭɞɧɨɝɨ ɧɚɦɚɝɧɢɱɢɜɚɧɢɹ. ɍ ɠɟɥɟɡɚ, ɢɦɟɸɳɟɝɨ ɨɛɴɟɦɧɨ-ɰɟɧɬɪɢɪɨɜɚɧɧɭɸ ɤɭɛɢɱɟɫɤɭɸ ɫɬɪɭɤɬɭɪɭ, ɨɫɹɦɢ ɥɟɝɤɨɝɨ ɧɚɦɚɝɧɢɱɢɜɚɧɢɹ ɹɜɥɹɸɬɫɹ [100], [010] ɢ [001]. ɍ ɧɢɤɟɥɹ (ɝɪɚɧɟɰɟɧɬɪɢɪɨɜɚɧɧɚɹ ɤɭɛɢɱɟɫɤɚɹ ɫɬɪɭɤɬɭɪɚ) «ɥɟɝɤɢɦɢ» ɨɫɹɦɢ ɹɜɥɹɸɬɫɹ ɧɚɩɪɚɜɥɟɧɢɹ [111]. ɍ ɤɨɛɚɥɶɬɚ, ɢɦɟɸɳɟɝɨ ɝɟɤɫɚɝɨɧɚɥɶɧɭɸ ɫɬɪɭɤɬɭɪɭ, ɧɚɩɪɚɜɥɟɧɢɟɦ ɥɟɝɤɨɝɨ ɧɚɦɚɝɧɢɱɢɜɚɧɢɹ ɹɜɥɹɟɬɫɹ ɨɞɧɚ ɝɟɤɫɚɝɨɧɚɥɶɧɚɹ ɨɫɶ, ɬ. ɟ. ɧɚɩɪɚɜɥɟɧɢɟ [0001]. Ʉɪɢɫɬɚɥɥɵ, ɢɦɟɸɳɢɟ ɨɞɧɨ ɧɚɩɪɚɜɥɟɧɢɟ ɥɟɝɤɨɝɨ ɧɚɦɚɝɧɢɱɢɜɚɧɢɹ, ɧɚɡɵɜɚɸɬɫɹ ɨɞɧɨɨɫɧɵɦɢ. ɀɟɥɟɡɨ ɨɬɧɨɫɢɬɫɹ ɤ ɬɪɟɯɨɫɧɵɦ ɮɟɪɪɨɦɚɝɧɟɬɢɤɚɦ, ɚ ɧɢɤɟɥɶ – ɤ ɱɟɬɵɪɟɯɨɫɧɵɦ. ȿɫɥɢ ɩɪɢɤɥɚɞɵɜɚɬɶ ɜɧɟɲɧɟɟ ɦɚɝ-
76
ɧɢɬɧɨɟ ɩɨɥɟ ɩɨɞ ɧɟɤɨɬɨɪɵɦ ɭɝɥɨɦ ɤ ɧɚɩɪɚɜɥɟɧɢɸ ɥɟɝɤɨɝɨ ɧɚɦɚɝɧɢɱɢɜɚɧɢɹ, ɬɨ ɜɟɤɬɨɪ ɧɚɦɚɝɧɢɱɟɧɧɨɫɬɢ ɭɫɬɚɧɚɜɥɢɜɚɟɬɫɹ ɜɞɨɥɶ ɩɨɥɹ ɩɪɢ ɡɧɚɱɟɧɢɹɯ ɧɚɩɪɹɠɟɧɧɨɫɬɢ ɩɨɥɹ ɛɨɥɶɲɢɯ, ɱɟɦ ɟɫɥɢ ɛɵ ɟɝɨ ɧɚɩɪɚɜɥɟɧɢɟ ɫɨɜɩɚɞɚɥɨ ɫ «ɥɟɝɤɨɣ» ɨɫɶɸ. Ɋɚɛɨɬɚ ɩɨ ɧɚɦɚɝɧɢɱɢɜɚɧɢɸ ɡɚɜɢɫɢɬ ɨɬ ɤɨɥɢɱɟɫɬɜɚ ɡɚɩɚɫɟɧɧɨɣ ɷɧɟɪɝɢɢ ɤɪɢɫɬɚɥɥɨɝɪɚɮɢɱɟɫɤɨɣ ɦɚɝɧɢɬɧɨɣ ɚɧɢɡɨɬɪɨɩɢɢ, ɚ ɡɧɚɱɢɬ, ɢ ɨɬ ɭɝɥɚ ɦɟɠɞɭ ɧɚɩɪɚɜɥɟɧɢɟɦ ɩɨɥɹ ɢ «ɥɟɝɤɨɣ» ɨɫɶɸ. ɗɧɟɪɝɢɹ ɤɪɢɫɬɚɥɥɨɝɪɚɮɢɱɟɫɤɨɣ ɦɚɝɧɢɬɧɨɣ ɚɧɢɡɨɬɪɨɩɢɢ (ɜ ɨɬɥɢɱɢɟ ɨɬ ɨɛɦɟɧɧɨɣ ɷɧɟɪɝɢɢ) ɨɛɭɫɥɨɜɥɟɧɚ ɦɚɝɧɢɬɧɵɦ ɜɡɚɢɦɨɞɟɣɫɬɜɢɟɦ ɦɚɝɧɢɬɧɵɯ ɦɨɦɟɧɬɨɜ ɷɥɟɤɬɪɨɧɨɜ. ɉɪɢɱɢɧɚɦɢ ɜɨɡɧɢɤɧɨɜɟɧɢɹ ɤɪɢɫɬɚɥɥɨɝɪɚɮɢɱɟɫɤɨɣɦɚɝɧɢɬɧɨɣɚɧɢɡɨɬɪɨɩɢɢɹɜɥɹɸɬɫɹ:
–ɞɢɩɨɥɶ-ɞɢɩɨɥɶɧɨɟ (ɞɜɭɯɢɨɧɧɨɟ) ɜɡɚɢɦɨɞɟɣɫɬɜɢɟ ɦɟɠɞɭ ɦɚɝɧɢɬɧɵɦɢ ɦɨɦɟɧɬɚɦɢ;
–ɫɩɢɧ-ɨɪɛɢɬɚɥɶɧɨɟ (ɨɞɧɨɢɨɧɧɨɟ) ɜɡɚɢɦɨɞɟɣɫɬɜɢɟ ɦɟɠɞɭ ɫɩɢɧɨɜɵɦɢɨɪɛɢɬɚɥɶɧɵɦɦɚɝɧɢɬɧɵɦɢɦɨɦɟɧɬɚɦɢɨɞɧɨɝɨɷɥɟɤɬɪɨɧɚ(ɚɬɨɦɚ).
ɉɪɢ ɞɢɩɨɥɶ-ɞɢɩɨɥɶɧɨɦ ɜɡɚɢɦɨɞɟɣɫɬɜɢɢ ɞɜɭɯ ɦɚɝɧɢɬɧɵɯ ɦɨɦɟɧɬɨɜ ȝ1 ɢ ȝ2, ɧɚɯɨɞɹɳɢɯɫɹ ɧɚ ɪɚɫɫɬɨɹɧɢɢ r ɞɪɭɝ ɨɬ ɞɪɭɝɚ, ɷɧɟɪɝɢɹ
ɨɩɪɟɞɟɥɹɟɬɫɹ ɜɵɪɚɠɟɧɢɟɦ
ȿ = ± |
P1P2 |
(1 – 3cos2 ij), |
(3.1) |
ɞ 4SP0r3
ɝɞɟ ij – ɭɝɨɥ ɦɟɠɞɭ ɥɢɧɢɟɣ, ɫɨɟɞɢɧɹɸɳɟɣ ɞɢɩɨɥɢ, ɢ ɧɚɩɪɚɜɥɟɧɢɟɦ ɢɯ ɦɚɝɧɢɬɧɵɯ ɦɨɦɟɧɬɨɜ. ɉɨɫɤɨɥɶɤɭ ɷɧɟɪɝɢɹ ɨɩɪɟɞɟɥɹɟɬɫɹ ɭɝɥɨɦ ij, ɬɨ ɨɧɚ ɡɚɜɢɫɢɬ ɨɬ ɬɨɝɨ, ɤɚɤ ɧɚɩɪɚɜɥɟɧɵ ɦɚɝɧɢɬɧɵɟ ɦɨɦɟɧɬɵ ɜ ɤɪɢɫɬɚɥɥɢɱɟɫɤɨɣ ɪɟɲɟɬɤɟ. ɗɧɟɪɝɢɹ ȿɞ (3.1) ɫɢɥɶɧɨ ɡɚɜɢɫɢɬ ɨɬ ɪɚɫɫɬɨɹɧɢɹ ɦɟɠɞɭ ɜɡɚɢɦɨɞɟɣɫɬɜɭɸɳɢɦɢ ɷɥɟɦɟɧɬɚɦɢ, ɩɨɷɬɨɦɭ ɞɚɧɧɚɹ ɦɨɞɟɥɶ ɩɪɢɦɟɧɢɦɚ ɞɥɹ ɨɩɢɫɚɧɢɹ ɮɟɪɪɨɦɚɝɧɢɬɧɵɯ ɦɟɬɚɥɥɨɜ ɢ ɫɩɥɚɜɨɜ, ɤɨɝɞɚ ɚɬɨɦɵ, ɨɛɥɚɞɚɸɳɢɟ ɦɚɝɧɢɬɧɵɦɢ ɦɨɦɟɧɬɚɦɢ, ɪɚɫɩɨɥɚɝɚɸɬɫɹ ɜ ɧɟɩɨɫɪɟɞɫɬɜɟɧɧɨɣ ɛɥɢɡɨɫɬɢ ɞɪɭɝ ɨɬ ɞɪɭɝɚ.
ȼ ɨɤɫɢɞɚɯ ɢ ɞɪɭɝɢɯ ɯɢɦɢɱɟɫɤɢɯ ɫɨɟɞɢɧɟɧɢɹɯ ɦɚɝɧɢɬɧɵɟ ɢɨɧɵ ɧɚɯɨɞɹɬɫɹ, ɤɚɤ ɩɪɚɜɢɥɨ, ɜ ɨɤɪɭɠɟɧɢɢ ɚɧɢɨɧɨɜ, ɩɨɷɬɨɦɭ ɫɱɢɬɚɟɬɫɹ, ɱɬɨ ɦɚɝɧɢɬɧɚɹ ɚɧɢɡɨɬɪɨɩɢɹ ɨɛɭɫɥɨɜɥɟɧɚ ɜɡɚɢɦɨɞɟɣɫɬɜɢɟɦ ɷɥɟɤɬɪɨɧɧɵɯ ɨɪɛɢɬ ɫ ɩɨɥɟɦ ɤɪɢɫɬɚɥɥɚ, ɫɨɡɞɚɜɚɟɦɵɦ ɨɤɪɭɠɚɸɳɢɦɢ ɢɨɧɚɦɢ. ɂɧɵɦɢ ɫɥɨɜɚɦɢ: ɨɪɛɢɬɵ ɷɥɟɤɬɪɨɧɨɜ ɪɚɫɩɨɥɚɝɚɸɬɫɹ ɨɩɪɟɞɟɥɟɧɧɵɦ ɨɛɪɚɡɨɦ ɜ ɩɪɨɫɬɪɚɧɫɬɜɟ ɤɪɢɫɬɚɥɥɢɱɟɫɤɨɣ ɪɟɲɟɬɤɢ ɡɚ ɫɱɟɬ ɷɥɟɤɬɪɨɫɬɚɬɢɱɟɫɤɨɝɨ ɜɡɚɢɦɨɞɟɣɫɬɜɢɹ, ɱɬɨ ɩɪɢɜɨɞɢɬ ɤ «ɡɚɦɨɪɚɠɢɜɚɧɢɸ» ɨɪ-
77
ɛɢɬɚɥɶɧɨɝɨ ɦɚɝɧɢɬɧɨɝɨ ɦɨɦɟɧɬɚ. ɉɨɫɤɨɥɶɤɭ ɦɟɠɞɭ ɫɩɢɧɨɜɵɦ ɢ ɨɪɛɢɬɚɥɶɧɵɦ ɦɚɝɧɢɬɧɵɦɢ ɦɨɦɟɧɬɚɦɢ ɫɭɳɟɫɬɜɭɟɬ ɫɜɹɡɶ, ɬɨ ɫɩɢɧɨɜɵɟ ɦɚɝɧɢɬɧɵɟ ɦɨɦɟɧɬɵ «ɱɭɜɫɬɜɭɸɬ» ɤɪɢɫɬɚɥɥɢɱɟɫɤɭɸ ɪɟɲɟɬɤɭ.
Ɏɟɧɨɦɟɧɨɥɨɝɢɱɟɫɤɢ ɷɧɟɪɝɢɸ ɤɪɢɫɬɚɥɥɨɝɪɚɮɢɱɟɫɤɨɣ ɦɚɝɧɢɬɧɨɣ ɚɧɢɡɨɬɪɨɩɢɢ ɦɨɠɧɨ ɩɪɟɞɫɬɚɜɢɬɶ ɤɚɤ ɷɧɟɪɝɢɸ, ɤɨɬɨɪɭɸ ɧɟɨɛɯɨɞɢɦɨ ɡɚɬɪɚɬɢɬɶ ɞɥɹ ɢɡɦɟɧɟɧɢɹ ɧɚɩɪɚɜɥɟɧɢɹ ɧɚɦɚɝɧɢɱɟɧɧɨɫɬɢ ɨɬ «ɥɟɝɤɨɝɨ» ɞɨ «ɬɪɭɞɧɨɝɨ». ɂɫɤɨɦɚɹ ɷɧɟɪɝɢɹ ɡɚɜɢɫɢɬ ɨɬ ɧɚɩɪɚɜɥɹɸɳɢɯ ɤɨɫɢɧɭɫɨɜ ɭɝɥɨɜ ɦɟɠɞɭ ɜɟɤɬɨɪɨɦ ɫɩɨɧɬɚɧɧɨɣ ɧɚɦɚɝɧɢɱɟɧɧɨɫɬɢ ɢ ɨɫɧɨɜɧɵɦɢ ɤɪɢɫɬɚɥɥɨɝɪɚɮɢɱɟɫɤɢɦɢ ɧɚɩɪɚɜɥɟɧɢɹɦɢ ɪɟɲɟɬɤɢ. Ⱦɥɹ ɤɪɢɫɬɚɥɥɚ, ɨɛɥɚɞɚɸɳɟɝɨ ɤɭɛɢɱɟɫɤɨɣ ɫɢɦɦɟɬɪɢɟɣ, ȿk ɦɨɠɧɨ ɪɚɡɥɨɠɢɬɶ ɜ ɪɹɞ ɩɨ ɧɚɩɪɚɜɥɹɸɳɢɦ ɤɨɫɢɧɭɫɚɦ Į1, Į2 ɢ Į3 ɦɟɠɞɭ ɜɟɤɬɨɪɨɦ ɧɚɦɚɝɧɢɱɟɧɧɨɫɬɢ Ɇs ɢ ɨɫɹɦɢ x, y, z, ɫɨɜɩɚɞɚɸɳɢɦɢ ɫ ɧɚɩɪɚɜɥɟ-
ɧɢɹɦɢ [100], [010], [001] ɫɨɨɬɜɟɬɫɬɜɟɧɧɨ. ɂɫɯɨɞɹ ɢɡ ɜɵɲɟɫɤɚɡɚɧɧɨɝɨ, ɜɵɪɚɠɟɧɢɟ ɞɥɹ ɷɧɟɪɝɢɢ ȿk ɢɦɟɟɬ ɜɢɞ
E |
k |
K |
0 |
K |
D2D2 |
D2D2 |
D2D2 |
K |
2 |
D2D2D2 |
, |
(3.2) |
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1 |
1 |
2 |
2 |
3 |
3 |
1 |
|
1 |
2 |
3 |
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|||
ɝɞɟ K0 , K1 , K2 – ɤɨɧɫɬɚɧɬɵ ɤɪɢɫɬɚɥɥɨɝɪɚɮɢɱɟɫɤɨɣ ɦɚɝɧɢɬɧɨɣ ɚɧɢ-
ɡɨɬɪɨɩɢɢ, ɢɦɟɸɳɢɟ ɪɚɡɦɟɪɧɨɫɬɶ ɷɧɟɪɝɢɢ ɟɞɢɧɢɰɵ ɨɛɴɟɦɚ ɜɟɳɟɫɬɜɚ; Į1, Į2 ɢ Į3 – ɧɚɩɪɚɜɥɹɸɳɢɟ ɤɨɫɢɧɭɫɵ ɜɟɤɬɨɪɚ ɧɚɦɚɝɧɢɱɟɧɧɨɫɬɢ
ɨɬɧɨɫɢɬɟɥɶɧɨ ɝɥɚɜɧɵɯ ɤɪɢɫɬɚɥɥɨɝɪɚɮɢɱɟɫɤɢɯ ɨɫɟɣ ɤɪɢɫɬɚɥɥɚ.
Ⱦɥɹ ɤɪɢɫɬɚɥɥɨɜ ɫ ɝɟɤɫɚɝɨɧɚɥɶɧɨɣ ɫɢɦɦɟɬɪɢɟɣ ɫɨɨɬɜɟɬɫɬɜɭɸɳɭɸ ɷɧɟɪɝɢɸ ɦɨɠɧɨ ɩɪɟɞɫɬɚɜɢɬɶ ɜ ɜɢɞɟ
ȿ |
= K + K sin2 |
ij + K sin4 |
ij, |
(3.3) |
k |
0 1 |
2 |
|
|
ɝɞɟ ij – ɭɝɨɥ ɦɟɠɞɭ ɜɟɤɬɨɪɨɦ ɧɚɦɚɝɧɢɱɟɧɧɨɫɬɢ ɢ ɝɟɤɫɚɝɨɧɚɥɶɧɨɣ ɨɫɶɸ. Ʉɨɧɫɬɚɧɬɨɣ K0, ɤɚɤ ɩɪɚɜɢɥɨ, ɩɪɟɧɟɛɪɟɝɚɸɬ, ɩɨɫɤɨɥɶɤɭ ɨɧɚ ɧɟ
ɡɚɜɢɫɢɬ ɨɬ ɨɪɢɟɧɬɚɰɢɢ ɜɟɤɬɨɪɚ ɧɚɦɚɝɧɢɱɟɧɧɨɫɬɢ.
ȼɨɩɪɨɫ ɨ ɬɨɦ, ɤɚɤɨɟ ɢɡ ɧɚɩɪɚɜɥɟɧɢɣ ɹɜɥɹɟɬɫɹ «ɥɟɝɤɢɦ», ɪɟɲɚɟɬɫɹ ɡɧɚɤɨɦ ɢ ɨɬɧɨɫɢɬɟɥɶɧɨɣ ɜɟɥɢɱɢɧɨɣ ɤɨɧɫɬɚɧɬ ɚɧɢɡɨɬɪɨɩɢɢ. Ʉɚɤ ɩɪɚɜɢɥɨ, ɩɪɟɨɛɥɚɞɚɟɬ ɜɥɢɹɧɢɟ ɤɨɧɫɬɚɧɬɵ K1. ȼ ɷɬɨɦ ɫɥɭɱɚɟ ɭ ɤɪɢɫɬɚɥɥɨɜ ɫ ɤɭɛɢɱɟɫɤɨɣ ɫɢɦɦɟɬɪɢɟɣ ɧɚɩɪɚɜɥɟɧɢɟ ɥɟɝɤɨɝɨ ɧɚɦɚɝɧɢɱɢɜɚɧɢɹ ɩɚɪɚɥɥɟɥɶɧɨ ɧɚɩɪɚɜɥɟɧɢɸ [100] ɢɥɢ [111] – ɜ ɡɚɜɢɫɢɦɨɫɬɢ ɨɬ ɬɨɝɨ, ɩɨɥɨɠɢɬɟɥɶɧɚ ɢɥɢ ɨɬɪɢɰɚɬɟɥɶɧɚ ɤɨɧɫɬɚɧɬɚ K1. Ⱥ ɭ ɝɟɤɫɚɝɨɧɚɥɶɧɵɯ ɤɪɢɫɬɚɥɥɨɜ «ɥɟɝɤɨɟ» ɧɚɩɪɚɜɥɟɧɢɟ ɫɨɜɩɚɞɚɟɬ ɫ ɝɟɤɫɚɝɨɧɚɥɶɧɨɣ ɨɫɶɸ ɩɪɢ K1 > 0 ɢ ɥɟɠɢɬ ɜ ɛɚɡɢɫɧɨɣ ɩɥɨɫɤɨɫɬɢ ɩɪɢ K1 < 0.
78
Ɏɢɤɬɢɜɧɨɟ ɦɚɝɧɢɬɧɨɟ ɩɨɥɟ, ɷɤɜɢɜɚɥɟɧɬɧɨɟ ɩɨ ɞɟɣɫɬɜɢɸ ɦɚɝɧɢɬɧɨɣ ɚɧɢɡɨɬɪɨɩɢɢ, ɧɚɡɵɜɚɸɬ ɩɨɥɟɦ ɚɧɢɡɨɬɪɨɩɢɢ. Ⱦɥɹ ɧɚɩɪɚɜɥɟɧɢɹ [100] ɟɝɨ ɦɨɠɧɨ ɩɪɟɞɫɬɚɜɢɬɶ ɜ ɜɢɞɟ
|
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ɇ |
= |
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2K1 |
. |
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(3.4) |
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|||||||||||
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Ⱥ |
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P0M S |
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||||
Ɉɫɧɨɜɧɵɟ ɫɥɭɱɚɢ ɚɧɢɡɨɬɪɨɩɢɢ ɤɭɛɢɱɟɫɤɢɯ ɤɪɢɫɬɚɥɥɨɜ ɩɨɤɚ- |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||
ɡɚɧɵ ɜ ɬɚɛɥ. 3.1. |
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Ɍɚɛɥɢɰɚ 3.1 |
||||||||
Ɉɫɧɨɜɧɵɟ ɫɥɭɱɚɢ ɚɧɢɡɨɬɪɨɩɢɢ ɤɭɛɢɱɟɫɤɢɯ ɤɪɢɫɬɚɥɥɨɜ |
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|||||||||||||||||||||||||||
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ɏɚɪɚɤɬɟɪɢɫɬɢɤɢ |
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ɇɚɩɪɚɜɥɟɧɢɟ |
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|
[100] |
|
|
|
|
[110] |
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|
[111] |
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||||||||||||
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|||||||||||||||
ɗɧɟɪɝɢɹ ȿk |
|
0 |
|
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|
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|
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|
|
1 |
K |
|
|
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|
1 |
K + |
1 |
|
K |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
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|
4 |
|
|
|
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|
3 |
27 |
|
|||||||||||||||||||
|
|
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|
1 |
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
2 |
|||||||||||||
ɍɫɥɨɜɢɹ, |
|
K1 > 0; |
|
|
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|
|
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|
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|
K1 < 0, K1 < – |
|
4 |
|
K2 |
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
9 |
||||||||||||||||||||
ɧɚɤɥɚɞɵɜɚɟɦɵɟ |
|
|
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|
1 |
|
|
|
|
|
0 > K1 > – |
K2 |
|
|
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|
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||||||||||||
ɧɚ ɤɨɧɫɬɚɧɬɵ |
|
K1 > – |
|
K2 |
|
|
|
9 |
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
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||||||||||||||||
ɚɧɢɡɨɬɪɨɩɢɢ |
|
|
|
|
9 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
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|
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|
0 < K1 < – |
|
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|
K2 |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
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|
|
|
|
|
|
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|
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|
|
|
9 |
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|||||||||||||
|
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(100): – |
2K1 |
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|
4 K |
4 K |
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||||||||||||||
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|
|
2K |
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|
P0ɆS |
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|
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|||||||||||||||||||
ɇȺ |
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1 |
|
|
|
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|
|
|
|
|
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|
|
|
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|
– |
|
3 |
1 |
9 |
|
|
|
2 |
|
||||
|
|
P0ɆS |
|
|
|
|
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K1 K2 |
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|||||||||||||||||||
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|
(110): |
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P0ɆS |
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|||||||||||||||||||
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|
P0ɆS |
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|||||||
Ɂɧɚɱɟɧɢɹ ɤɨɧɫɬɚɧɬ ɚɧɢɡɨɬɪɨɩɢɢ ɩɪɢ ɤɨɦɧɚɬɧɨɣ ɬɟɦɩɟɪɚɬɭɪɟ |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||
ɞɥɹ ɧɟɤɨɬɨɪɵɯ ɮɟɪɪɨɦɚɝɧɟɬɢɤɨɜ ɩɪɢɜɟɞɟɧɵ ɜ ɬɚɛɥ. 3.2. |
|
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Ɍɚɛɥɢɰɚ 3.2 |
||||||||
Ɂɧɚɱɟɧɢɹ ɤɨɧɫɬɚɧɬ ɚɧɢɡɨɬɪɨɩɢɢ ɩɪɢ ɤɨɦɧɚɬɧɨɣ ɬɟɦɩɟɪɚɬɭɪɟ |
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||||||||||||||||||||||||||||||
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Ɏɟɪɪɨɦɚɝɧɟɬɢɤ |
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K , Ⱦɠ/ɦ3 |
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|
K , Ⱦɠ/ɦ3 |
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1 |
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2 |
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ɀɟɥɟɡɨ (ɈɐɄ) |
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4,7 · 104 |
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–0,075 · 104 |
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ɇɢɤɟɥɶ (ȽɐɄ) |
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–5,7 · 103 |
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–2,3 · 103 |
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Ʉɨɛɚɥɶɬ (ɝɟɤɫ.) |
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4,5 · 105 |
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1,4 · 105 |
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Ʉɪɢɫɬɚɥɥɨɝɪɚɮɢɱɟɫɤɚɹ ɦɚɝɧɢɬɧɚɹ ɚɧɢɡɨɬɪɨɩɢɹ – ɷɬɨ ɹɜɥɟɧɢɟ, ɜɨɡɧɢɤɚɸɳɟɟ ɩɪɢ ɧɚɥɢɱɢɢ ɫɩɨɧɬɚɧɧɨɣ ɧɚɦɚɝɧɢɱɟɧɧɨɫɬɢ, ɩɨɷɬɨɦɭ ɬɟɦɩɟɪɚɬɭɪɧɨɟ ɢɡɦɟɧɟɧɢɟ ɤɨɧɫɬɚɧɬ ɚɧɢɡɨɬɪɨɩɢɢ ɬɟɫɧɨ ɫɜɹɡɚɧɨ ɫ ɬɟɦɩɟɪɚɬɭɪɧɨɣ ɡɚɜɢɫɢɦɨɫɬɶɸ ɧɚɦɚɝɧɢɱɟɧɧɨɫɬɢ. Ⱦɟɣɫɬɜɢɬɟɥɶɧɨ, ɜɨ ɜɫɟɯ ɮɟɪɪɨɦɚɝɧɟɬɢɤɚɯ ɩɪɢ ɩɨɜɵɲɟɧɢɢ ɬɟɦɩɟɪɚɬɭɪɵ ɞɨ ɬɨɱɤɢ Ʉɸɪɢ ɢ ɢɫɱɟɡɧɨɜɟɧɢɢ ɫɩɨɧɬɚɧɧɨɣ ɧɚɦɚɝɧɢɱɟɧɧɨɫɬɢ ɤɨɧɫɬɚɧɬɵ ɚɧɢɡɨɬɪɨɩɢɢ ɬɚɤɠɟ ɭɦɟɧɶɲɚɸɬɫɹ ɩɨ ɚɛɫɨɥɸɬɧɨɣ ɜɟɥɢɱɢɧɟ ɢ ɢɫɱɟɡɚɸɬ. Ɉɞ-
79
Ɍɨɥɶɤɨ ɞɥɹ ɫɬɭɞɟɧɬɨɜ ɋɉɛȽɗɌɍ "ɅɗɌɂ" ɢɦ. ȼ.ɂ. ɍɥɶɹɧɨɜɚ (Ʌɟɧɢɧɚ)
ɧɚɤɨ ɬɟɦɩɟɪɚɬɭɪɧɨɟ ɢɡɦɟɧɟɧɢɟ ɤɨɧɫɬɚɧɬ ɚɧɢɡɨɬɪɨɩɢɢ ɩɪɨɢɫɯɨɞɢɬ ɝɨɪɚɡɞɨ ɛɵɫɬɪɟɟ ɢɡɦɟɧɟɧɢɹ ɫɩɨɧɬɚɧɧɨɣ ɧɚɦɚɝɧɢɱɟɧɧɨɫɬɢ. ɉɨɥɭɢɦɩɟɪɢɱɟɫɤɢɟ ɡɚɤɨɧɨɦɟɪɧɨɫɬɢ, ɫɜɹɡɵɜɚɸɳɢɟ ɬɟɦɩɟɪɚɬɭɪɧɵɟ ɢɡɦɟɧɟɧɢɹ MS ɢ K1, ɢɦɟɸɬ ɜɢɞ:
K (Ɍ) |
ªM |
S |
(T ) º3 |
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||
1 |
= « |
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» |
(3.5) |
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K (0) |
M |
S |
(0) |
|||
1 |
¬ |
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¼ |
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ɞɥɹ ɦɚɬɟɪɢɚɥɨɜ ɫ ɨɞɧɨɨɫɧɨɣ ɚɧɢɡɨɬɪɨɩɢɟɣ ɢ
K1(Ɍ) |
ªM S (T ) º10 |
(3.6) |
||||
K (0) |
= « |
M |
S |
(0) |
» |
|
1 |
¬ |
|
|
¼ |
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|
ɞɥɹ ɦɚɬɟɪɢɚɥɨɜ ɫ ɤɭɛɢɱɟɫɤɨɣ ɫɢɦɦɟɬɪɢɟɣ.
3.2. ɗɧɟɪɝɢɹ ɦɚɝɧɢɬɨɫɬɪɢɤɰɢɨɧɧɨɣ ɞɟɮɨɪɦɚɰɢɢ
Ɇɚɝɧɢɬɨɫɬɪɢɤɰɢɹ – ɷɬɨ ɢɡɦɟɧɟɧɢɟ ɮɨɪɦɵ ɢ ɪɚɡɦɟɪɨɜ ɮɟɪɪɨɦɚɝɧɢɬɧɨɝɨ ɬɟɥɚ ɩɪɢ ɢɡɦɟɧɟɧɢɢ ɟɝɨ ɦɚɝɧɢɬɧɨɝɨ ɫɨɫɬɨɹɧɢɹ. Ɇɚɝɧɢɬɧɨɟ ɫɨɫɬɨɹɧɢɟ ɬɟɥɚ ɢɡɦɟɧɹɟɬɫɹ ɩɪɢ ɭɦɟɧɶɲɟɧɢɢ ɬɟɦɩɟɪɚɬɭɪɵ ɧɢɠɟ ɬɨɱɤɢ Ʉɸɪɢ ɢ ɜɨɡɧɢɤɧɨɜɟɧɢɢ ɫɚɦɨɩɪɨɢɡɜɨɥɶɧɨɣ ɧɚɦɚɝɧɢɱɟɧɧɨɫɬɢ ɢɥɢ ɩɪɢ ɧɚɦɚɝɧɢɱɢɜɚɧɢɢ ɜɧɟɲɧɢɦ ɩɨɥɟɦ ɬɟɥɚ, ɧɚɯɨɞɹɳɟɝɨɫɹ ɜ ɮɟɪɪɨɦɚɝɧɢɬɧɨɦ ɫɨɫɬɨɹɧɢɢ. Ɍɚɤ ɤɚɤ ɨɛɦɟɧɧɨɟ ɜɡɚɢɦɨɞɟɣɫɬɜɢɟ, ɩɪɢɜɨɞɹɳɟɟ ɤ ɦɚɝɧɢɬɧɨɣ ɭɩɨɪɹɞɨɱɟɧɧɨɫɬɢ, ɢ ɤɪɢɫɬɚɥɥɢɱɟɫɤɨɟ ɩɨɥɟ, ɹɜɥɹɸɳɟɟɫɹ ɩɪɢɱɢɧɨɣ ɜɨɡɧɢɤɧɨɜɟɧɢɹ ɤɪɢɫɬɚɥɥɨɝɪɚɮɢɱɟɫɤɨɣ ɦɚɝɧɢɬɧɨɣ ɚɧɢɡɨɬɪɨɩɢɢ, ɡɚɜɢɫɹɬ ɨɬ ɜɡɚɢɦɧɨɝɨ ɪɚɫɩɨɥɨɠɟɧɢɹ ɚɬɨɦɨɜ, ɬɨ ɧɚɥɢɱɢɟ ɫɜɹɡɢ ɞɟɮɨɪɦɚɰɢɢ ɪɟɲɟɬɤɢ ɫ ɦɚɝɧɢɬɧɵɦ ɫɨɫɬɨɹɧɢɟɦ ɜɩɨɥɧɟ ɟɫɬɟɫɬɜɟɧɧɨ. ɉɪɢ ɜɨɡɧɢɤɧɨɜɟɧɢɢ ɦɚɝɧɢɬɧɨɝɨ ɭɩɨɪɹɞɨɱɟɧɢɹ ɪɚɜɧɨɜɟɫɧɵɟ ɩɨɥɨɠɟɧɢɹ ɚɬɨɦɨɜ ɜ ɪɟɲɟɬɤɟ ɢɡɦɟɧɹɸɬɫɹ, ɬɚɤ ɤɚɤ ɫɢɫɬɟɦɚ ɫɬɪɟɦɢɬɫɹ ɤ ɭɦɟɧɶɲɟɧɢɸ ɨɛɦɟɧɧɨɣ ɷɧɟɪɝɢɢ (2.77), ɱɬɨ ɩɪɢɜɨɞɢɬ ɤ ɢɡɦɟɧɟɧɢɸ ɨɛɴɟɦɚ ɨɛɪɚɡɰɚ. Ɉɞɧɨɜɪɟɦɟɧɧɨ ɫ ɨɛɦɟɧɧɵɦɢ ɫɢɥɚɦɢ ɩɪɨɹɜɥɹɟɬɫɹ ɷɧɟɪɝɢɹ ɤɪɢɫɬɚɥɥɨɝɪɚɮɢɱɟɫɤɨɣ ɦɚɝɧɢɬɧɨɣ ɚɧɢɡɨɬɪɨɩɢɢ, ɤɨɬɨɪɚɹ ɜɵɡɵɜɚɟɬɧɟɨɞɢɧɚɤɨɜɭɸɞɟɮɨɪɦɚɰɢɸɪɟɲɟɬɤɢɮɟɪɪɨɦɚɝɧɟɬɢɤɚ ɜ ɪɚɡɥɢɱɧɵɯ ɧɚɩɪɚɜɥɟɧɢɹɯ, ɱɬɨ ɩɪɢɜɨɞɢɬ ɤ ɢɡɦɟɧɟɧɢɸ ɮɨɪɦɵ ɬɟɥɚ. əɜɥɟɧɢɟ ɦɚɝɧɢɬɨɫɬɪɢɤɰɢɢɫɯɟɦɚɬɢɱɧɨɩɨɤɚɡɚɧɨɧɚɪɢɫ. 3.2.
ɉɭɫɬɶ ɮɟɪɪɨɦɚɝɧɟɬɢɤ ɢɦɟɟɬ ɮɨɪɦɭ ɲɚɪɚ ɢ ɧɚɯɨɞɢɬɫɹ ɩɪɢ Ɍ > Ĭ. ȼɵɞɟɥɢɦ ɜɧɭɬɪɢ ɧɟɝɨ ɨɛɥɚɫɬɢ, ɤɨɬɨɪɵɟ ɩɨɫɥɟ ɨɯɥɚɠɞɟɧɢɹ ɧɢɠɟ ɬɨɱɤɢ Ʉɸɪɢ ɩɪɟɜɪɚɬɹɬɫɹ ɜ ɞɨɦɟɧɵ. ɇɚɦɚɝɧɢɱɟɧɧɨɫɬɶ ɤɚɠɞɨɣ
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