Явления переноса свободного экситона в кристаллах cds

 

151 

УДК 621.43.(075.15) 

 

Тулеуов К.Т.,  Куандыков Т.А.  

Казахский национальный технический университет имени К.И.Сатпаева, 

г. Алматы, Республика  Казахстан 

tilepbay_87@mail.ru 

 

ВОЗМОЖНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ НОВЫХ ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИХ ЦИКЛОВ И 

ПРИНЦИПОВ РАБОТЫ ПОРШНЕВЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ 

 

Аннотация. В работе приведены принципиальные схемы и принципы работы с разделенными циклами 

новых поршневых двигателей внутреннего сгорания, а также рассматриваются особенности их рабочего цикла. 

Ключевые  слова:  термодинамический  цикл,  удельная  мощность,  экономичность,  надежность, 

дизельные и бензиновые двигатели, принципиальная схема, силовые установки, сгорание топлива. 

 

Двигатели  внутреннего  сгорания  (ДВС)  широко  применяют  в  различных  отраслях 

промышленного  производства  и  еще  долгое  время  они  будут  являться  источником  энергии  и 

приводом  для  различных  энергетических  установок  и  технологических  машин.  Поэтому  важней 

задачей  двигателестроения  является  дальнейшее  их  усовершенствование.  Дальнейшее  развитие  и 

совершенствование  ДВС  идет  в  направлении  повышения  удельной  мощности,  улучшения 

экономичности,  уменьшения  габаритных  размеров,  снижения  удельного  веса,  увеличения 

надежности  и  срока  службы,  снижения  токсичности  отработавших  газов  и  сокращения  затрат  на 

обслуживание и ремонт в эксплуатации. 

Многие  исследователи  и  аналитики  считают,  что  ДВС  может  служить  еще  несколько 

десятилетий. Причем прирост эффективности бензиновых и дизельных двигателей к 2020 году может 

составить 30%, а к 2030-му – 50% [2]. 

Несмотря  на  развитие  современные  поршневые  ДВС  обладают  рядом  недостатков.  К  числу 

наиболее существенных из них можно отнести – цикличность и прерывистость рабочего процесса.  

Анализ развития мирового двигателестроения показывает, что дизельные ДВС примерно на 30% 

экономичней  бензиновых  (карбюраторных)  двигателей.  Кроме  того,  при  производстве  дизельного 

топлива энергетические затраты примерно на 10% меньше, чем при производстве бензина [1]. Поэтому 

исследователи  и  создатели  двигателей  постоянно  работают  в  направлении  дальнейшего 

совершенствования ДВС, а также в направлении разработки и создания новых и перспективных типов 

силовых  установок,  свободных  в  той  или  иной  степени  от  недостатков  существующих  поршневых 

двигателей.  В  связи  с  этим  в  последнее  время  наряду  с  серийно  выпускаемыми  двигателями, 

появляются  другие  типы  двигателей.  Примерами  таких  двигателей  могут  служить  появившиеся  в 

последнее время двигатели Кармело Скудери и Джона Заяца с разделенными циклами [2,3]. 

На рис.1 приведена принципиальная схема двигателя Скудери с разделенным циклом [2]. 

 

 

Рис.1. Принципиальная схема двигателя Скудери: 

1 – цилиндр впуска и сжатия топливовоздушной смеси; 2 – впускной клапан; 3 – соединительный канал;  

4 – свеча зажигания; 5 – цилиндр рабочего хода и выпуска отработанных газов 

 

152 

Обычно в двигателе ОТТО каждый поршень последовательно совершает такты впуска, сжатия, 

рабочего хода и выпуска. В двигателе Скудери эти такты делятся между парными цилиндрами 1 и 5: 

один  цилиндр  1  предназначен  для  впуска  и  сжатия,  а  другой  5  –  для  рабочего  хода  и  выпуска 

отработанных  газов.  При  этом  цилиндры  соединяются  между  собой  каналами  3  с  клапанным 

механизмом по которым сжатия топливо воздушная смесь поступает в рабочий цилиндр 5. Двигатель 

Скудери состоит из двух таких пар. Обычно в цикле ОТТО рабочий ход проходит на каждом втором 

обороте  коленчатого  вала,  а  в  цикле  двигателя  Скудери  –  на  каждом.  Такое  разделение  функций 

цилиндров  позволяет  более  эффективно  использовать  каждый  из  них,  например,  увеличить  ход 

рабочего  поршня  и  длительность  сгорания  топлива,  не  превышая  допустимой  степени  сжатия 

топлива.  Здесь  зажигание  топливовоздушной  смеси  происходит  после  того,  как  рабочий  поршень 

цилиндра  5  начинает  двигаться  вниз,  в  отличие  от  обычного  двигателя  с  опережением  зажигания. 

Расчеты  показывают,  что  разделение  цикла  дает  гораздо  более  высокую  степень  сжатия  смеси  и 

быстрое  и  полное  сгорание  [2].  Следует  отметить,  что  при  этом  отработанные  газы  двигателя 

Скудери содержат на 80% меньше углекислого газа и окислей азота, чем по сравнению с обычными 

четырехтактными  бензиновыми  двигателями.  КПД  двигателя  Скудери  на  5…10%  выше,  чем  у 

современных  дизельных  двигателей  с  турбонаддувами.  Даже  применение  наддува  увеличивает 

разрыв по КПД до 25…50%. При этом в результате доля сгоревшего топлива вырастает до 95…97% в 

сравнении с 75% в циклах ОТТО и дизеля. 

  Американский инженер Джон Заяц предложил собственную разработку ДВС (рис.2) близкую 

к двигателю с разделенным циклом Скудери. 

 

 

 

Рис.2.  Принципиальная схема двигателя Джона Заяца: 

1 – цилиндр впуска и сжатия воздуха; 2 – впускной клапан воздуха; 3 – камера сгорания; 4 – клапан впускной 

расширяющего газа; 5 – выпускной клапан отработавшего газа; 6 – цилиндр рабочего хода и выпуска 

отработавшего газа 

 

Д.  Заяц  утверждает,  что  его  двигатель  на  15%  экономичнее  дизеля  и  на  30%  -  бензинового 

существующего по мощности. В данном двигателе воздух из цилиндра впуска исжатия 1 попадает в 

камеру сгорания 3, где создается повышенное давление топливной смеси, на 40% больше обычного 

уровня  для  бензиновых  двигателей.  Воздух  в  камере  сгорания  3  смешивается  с  топливом  и 

возгорается.  Процесс  сгорания  намного  продолжительней,  чем  в  обычном  ДВС.  Внутри  камеры 

сгорания  создается  особая  среда  –  «Горячая  стенка»,  которая  служит  аккумулятором  тепловой 

энергии:  неизменная  температура  и  давление  продуктов  сгорания  топлива  в  ней  сохраняется  в 

10…100  раз  дольше,  чем  в  камере  сгорания  обычного  двигателя.  После  этого  нагретые  газы  через 

специальный клапан 4 впускает необходимый объем расширяющегося газа в цилиндр рабочего хода 

и выпуска 6 и закрывается оставляя его работать в замкнутом объеме. 

Приведенные циклы ДВС могут быть использованы при создании новых и рациональных типов 

двигателей. 

ЛИТЕРАТУРА 

1)  М.С Ховаха. Автомобильные двигатели. Под.ред. «Машиностроение», 1977 

2)  Артомонов М.Д. Морин М.М «Основы теории и конструктирования автотракторных двигателей в-2 

частях. 4.1 Теория автомобильных и тракторных двигателей. Учебник для вузов. М., «Высшая школа»,1973 

 

153 

3)  Белов  П.М.,  Бурячка  В.Р.,  Акатов  Е.И.  «Двигателей  армейских  машин».Часть  первая.Теория.М., 

Воениздат,1971 

4)  Видео на сайте http://popmech.ru/biogs/video/1250 

5)  С.И. Ефимов, Н.А. Иващенко,  В.И. Ивин и др; Под общ.ред А.С. Орлина, М.Г. Круглова. Двигателей 

внутренного  сгорания:  Системы  поршневых  и  комбинированных  двигателей.  Учебник  для  вузов  по 

специальности «Двигатели внутренного сгорания»/ 3-е изд.,перераб.и доп – М.: Машиностроение, 1985-456 с. 

6)  Д.Н.  Вырубов,  Н.А.  Иващенко,  В.И  Ивин  и  др.:Под  ред.  А.С.  Орлина,  М.Г.  Круглова.  Двигатели 

внутренного  сгорания:  Теория  поршневых  и  комбинированных  двигателей.  Учебник  для  вузов  по 

специальности « Двигатели внцтренного сгорания»/ 4-е изд., перераб. и доп.-М.: Машиностроение, 1983. 

7)  Евенко  В.И.  Обобщенный  термодинамический  цикл  двигателя  Стерлинга.-  «Двигатели-сгорание», 

1979, №1. 

8)  Зоря Е.И., Зенин В.И. и др. Ресурсосберегающий сервис нефтепродуктообеспечения.-М.:ФГУП Изд-

во «Нефть и газ» Ргу нефти и газа им. И.М.Губкина, 2004. 

9)  Кудрин  О.И.  Солнечные  высоко-температурные  космические  энергодвигательные  установки/  Под 

ред. В.П. Белякова.-.: Машиностроение,1987. 

10)  Кушуль В.М. Новый тип двигателя внутреннего сгорания.- Судостроение, 1965. 

11)  Медотика ( основные положения) определения экономической эффективности в народном хозяйстве 

новой техники, озобретений и рационализаторских предложений. М., «Экономика», 1977. 

12)  Михайлов Л.И. На пути к созданию адиобатного двигателя.-«Двигателестроение», 1962, №5 

13)  Перспективные автомобильные топлива. Перевод с англииского.-М.: «Транспорт»,1982 

14)  Санников В.А. Не спеши ты ДВС хронить.- «Популярная механика»,2010, №3 (89),88- 

15)  А.М. Архаров,С.И.Исаев, И.А. Кожинов и др.; Под общ.ред. В.И. Крутова.Теплотехника : Учебник 

для студентов вузов/ -М.: Машиностроение,1986. 

16)  А.А. Гуреев, В.С. Азев, Г.М. Камфер.Топливо для дизелей. Свойтсва и применение / -М.: Химия, 1993. 

17)  Урок  К.,Уорнер  С.  Загрязнение  воздуха.  Источнки  и  контроль.  Перевод  с  английского.-М.:Изд-во 

«Мир»,1982. 

18)  Чулков  П.В.,  Чулков  И.П.  Топлива  смазочные  материалы:ассортимент,  качество,  применение, 

экономия, экология.-М.: Политехника,1995. 

 

Төлеуов Қ.Т, Қуандықов Т.Ә 

Поршенді іштен жану қозғалтқыштарының жаңа термодинамикалық 

циклдері және жұмыс істеу принциптері 

Түйіндеме. Бұл мақалада поршенді іштен жану қозғалтқыштарының жаңа термодинамикалық циклдері 

және жұмыс істеу принциптері келтірілген. Сондай-ақ оларды құрастырғанда жаңа тиімді қозғалтқыш типтерін 

пайдалану мүмкіндігі қарастырылған. 

Негізгі сөздер: термодинамический цикл, удельная мощность, экономичность, надежность, дизельные и 

бензиновые двигатели, принципиальная схема, силовые установки, сгорание топлива. 

 

Tuleuov K.T, Kuandykov T.A. 

Possibilities of use of new thermodynamic cycles and principle of work of piston internal combustion engines 

Summary. New thermodynamic cycles and the principles of  work of the piston internal combustion engines 

(ICE) are  given  in  work,  and  also  possibilities  of  their  use  are  considered  at  creation  of  new  and rational types  of 

engines. 

Key words: тhermodynamic cycle, specific power, profitability, reliability, diesel and petrol engines, schematic 

diagram, power plants, fuel combustion. 

 

 

ЖОК 621.3.017 

 

Шамбулов Н. Б.,  Абдрасилова В. О. магистрант,  Чингисова А.М. магистрант 

Қ. И. Сәтбаев атындағы қазақ ұлттық техникалық университеті,  

Алматы қ., Қазақстан Республикасы 

Cholpan_69@mail.ru 

 

КОБАЛЬТ-МЫС-МЫРЫШ ФЕРРИТ-ШПИНЕЛЬДЕРІНІҢ ҚАРАПАЙЫМ 

ҰЯШЫҒЫНДАҒЫ ІШКІ АТОМДАРЫНЫҢ КООРДИНАТАЛАРЫН АНЫҚТАУ 

 

Аңдатпа.  ҚЦК  тор  құратын 

феррит-шпинелінің  құрылымыныңішкі 

атомдарыныңкоординаттарын  анықтау  тәсілі  ұсынылған.  Элементар  ұяшықтағы  атомдар  түзетін 

жазықтықтардың теңдеуі жазылып, [111] бағытындағы атомаралық қашықтықтар анықталған.  

 

154 

Түйін  сөздер.  Элементар  ұяшық,  феррит-шпинелі,    трансляциялық  вектор,  атомаралық  қашықтық, 

жазықтықаралық қашықтық, координат калибровкасы. 

 

Co-Cu-Zn    феррит-шпинельдерінің  кристалдық  құрылымы  қабырғалы  центрленген  куб  тор 

құрады, ол  O

h

7

(Fd3m)

 кеңістіктік топқа жатады. Қабырғалы центрленген куб тор құрушы элементар 

ұяшықтың атом жазықтықтарын және кристаллографиялық бағыттарын Миллер индекстері арқылы 

өрнектеп сипаттауға болады. Феррит–шпинелінің қарапайым ұяшығы (1-сурет) екі элементар кубтан 

тұратынын көрсетуге болады: В-октаэдрлік және А-тетраэдрлік кубтар.  

 

   

 

Кубтық  элементар  ұяшық  8  куб  октанттан  тұрады,  яғни  қабырғалы  центрленген    куб  торға 

MeFe

2

O

4

-тің  8  молекуласы  кіреді.  Дегенмен,  А-тетраэдрлік    және  В-октаэдрлік  торшалардағы  атом 

иондарының  жалпы  орналасу  тәртібі  анықталғанмен,  олардың  координаттарының  мәндері  нақты 

болмағандықтан,  әрбір  зат  үшін  u-  параметрін  кіргізу  арқылы  анықтауға  тырысқан.  Мұндағы  u- 

параметрі  кристалл  тордың  октаэдрлік  және  тетраэдрлік  торшаларының  ығысуы  нәтижесінде 

симметриясының төмендеуімен анықталады. Әдетте,  a

1

, a

2

, a

3

 трансляция векторын енгізу арқылы  

а

1

 = {1,1, 0};   а

2

 =  {0, 1, 1};   а

3

=   {1, 0, 1} 

тордың октаэдрлік және тетраэдрлік иондарының координаттары былай анықталады: 

  =(0,0,0), 

  =(0,1,0), 

  =(1,0,0), 

  =(0,0,1), 

  =(1,1,0), 

  =(0,1,1), 

  =(1,0,1),                         

=(1,1,1),   

=(1/2,1/2,0), 

=(0,1/2,1/2), 

=(1,1/2,1/2), 

=(1/2,0,1/2), 

=(1/2,1/2,1),            

=(1/2,1,1/2,). 

Бұлай  сипатталған  координат  жүйесі  қабырғалы  центрленген  феррит–шпинелінің  элементар 

ұяшығын  сипаттауда  біраз  қиыншылық  тудырады,  яғни  екі  трансляциялық  вектор  алуға  және 

аниондар мен катиондардың координаттарын бөлек есептеуге алып келеді.  Жоғарыда айтылғандай, 

(0, 0, 0) координаттағы катион мен (1,1,1)  координаттағы анион арасы u- параметрімен анықталады, 

бұл параметрдің әрбір зат үшін әртүрлі мәндерді қабылдауы оның тұрақсыздығын көрсетеді. Мұндай 

қиыншылықтан  арылу  үшін  элементар  торды  және  оның  трансляциясын  сипаттайтын  ρ(1,1,1) 

трансляция  векторын  енгіземіз,  ол  -  қабырғалы  центрленген  куб  тордың  диагоналы.  Онда 

трансляциялық тор құраушы элементар тор атомдары келесі А-торшалық иондар былай анықталады:  

 =(0,0,0),         =(

8

4

,0,

8

4

),          = (

8

4

,

8

4

,0),          =(0,

8

4

,

8

4

), 

 =(1,1,

8

4

),           = (

8

4

,1,1),           =(1, 

8

4

,1),         =(1,1,1). 

Қабырғалы  центрленген  куб  (ҚЦК)  торды  тетраэдрлік  атомдардың  бір  бөлігі  құрайды  да, 

феррит-шпинельдерінің трансляциялық симметриясын толық қанағаттандырады. Ал тетраиондардың 

қалған  бөлігі,  октаиондар  және  оттегі  иондары  ішкі  тор  құрайды  және  ҚЦК  тор  ішінде 

орналасқандықтан тордың трансляция симметриясын бұзбай, оны қанағаттандырады.  

Аталған  ішкі  атомдардың  координаттарын  анықтау  үшін,  трансляция  векторын  бөлу  тәсілі 

ұсынылып  отыр.  Егер    трансляция  векторын  8  бөлікке  бөлсек,  онда  феррит-шпинелінің  элементар 

ұяшығы 8 октантқа жіктеледі. Элементар ұяшықтың қабырғалары 8 бөлікке бөлінгендіктен ҚЦК-тор 

[100]  және  [101]  бағыттарында  8  жазықтыққа  жіктеледі.  X,Y  және  Z  координат  бағыттары 

 

бөліктерден  тұратындықтан,  ішкі  иондардың  координаттарын  1,2,...,7  бүтін  сандармен  сипаттауға 

1-сурет. Феррит-шпинелінің октаэдрлік 

және тетраэдрлік торшалары 

 

 

155 

мүмкіндік туады. Феррит-шпинелінің элементар ұяшығы 56 атомнан, оның 8∙   +  6    = 4 ұяшық 

құрушы иондар, ал қалған 52 атомы ішкі иондар болып, оның координаттары мынадай болады:  

1-атом (1/8, 1/8, 1/8)          19-атом (7/8, 7/8, 3/8)             37-атом (5/8, 5/8, 5/8)       

2-атом (3/8, 1/8, 1/8)          20-атом (5/8, 7/8, 3/8)             38-атом (3/8, 5/8, 5/8)      

 3-атом (5/8, 1/8, 1/8)          21-атом (1/8, 7/8, 3/8)             39-атом (2/8, 2/8, 6/8)       

4-атом (7/8, 3/8, 1/8)          22-атом (1/8, 3/8, 3/8)             40-атом (6/8, 6/8, 6/8)       

5-атом (7/8, 5/8, 1/8)          23-атом (3/8, 3/8, 3/8)             41-атом (3/8, 1/8, 7/8)       

6-атом (7/8, 7/8, 1/8)          24-атом (5/8, 3/8, 3/8)             42-атом (5/8, 1/8, 7/8)           

7-атом (5/8, 7/8, 1/8)          25-атом (5/8, 5/8, 3/8)             43-атом (7/8, 1/8, 7/8)       

8-атом (3/8, 7/8, 1/8)          26-атом (3/8, 5/8, 3/8)             44-атом (7/8, 3/8, 7/8)       

9-атом (1/8, 5/8, 1/8)          27-атом (1/8, 1/8, 5/8)             45-атом (7/8, 5/8, 7/8)        

10-атом (1/8, 3/8, 1/8)        28-атом (5/8, 1/8, 5/8)             46-атом (5/8, 7/8, 7/8)       

11-атом (3/8, 3/8, 1/8)        29-атом (7/8, 1/8, 5/8)             47-атом (3/8, 7/8, 7/8)           

12-атом (5/8, 5/8, 1/8)        30-атом (7/8, 3/8, 5/8)             48-атом (1/8, 7/8, 7/8)            

13-атом (2/8, 6/8, 2/8)        31-атом (7/8, 7/8, 5/8)             49-атом (1/8, 5/8, 7/8)             

14-атом (6/8, 2/8, 2/8)        32-атом (3/8, 7/8, 5/8)             50-атом (1/8, 3/8, 7/8)            

15-атом (1/8, 1/8, 3/8)        33-атом (1/8, 7/8, 5/8)             51-атом (3/8, 5/8, 7/8)       

16-атом (3/8, 1/8, 3/8)        34-атом (1/8, 5/8, 5/8)             52-атом (5/8, 3/8, 7/8).        

17-атом (7/8, 1/8, 3/8)        35-атом (3/8, 3/8, 5/8)                                                           

 18-атом (7/8, 5/8, 3/8)        36-атом (5/8, 3/8, 5/8) 

Ішкі атом координаттары анықталған соң, элементар ұяшық құраушы атом жазықтықтары мен 

жазықтықтар  арасындағы  қашықтықтарды  анықтау  оңайланады.  Куб  тордың  негізгі 

кристаллографиялық  бағыттары  [100],  [110]  және  [111].  [100]  бағытында  параллель  орналасқан  8 

жазықтықтың теңдеулері  

(

) = 0, 

мұндағы  - атом координаты, 

- атомаралық қашықтық, 

=

,  =1,2,...,7. 

[100] бағытында тетраэдрлік атомдар жеке дара жазықтықтарда орналасса, октаэдрлік атомдар 

мен оттегі атомдары аралас, белгілі тәртіппен бір жазықтықта жатады.  

[110] бағытындағы жазықтықтар саны жетеу болады, олар келесі теңдеумен анықталады: 

-1(x + z – 

) = 0, 

мұндағы 

=

а

8

2

- жазықтық аралық қашықтық,  =1,2,...,7. 

{110}бағытындағы жазықтықтарда әртүрлі сортты атомдар белгілі тәртіппен орналасады.  

[111]  бағытындағы  жазықтықтарға  қызығушылық  жоғары,  себебі  бұл  бағыттағы    14 

жазықтықтың әрқайсысын атомдардың тек бір түрі ғана құрайды. Соңғы 14-жазықтық бос, яғни онда 

атомдар орналаспаған.  

[111] бағытындағы жазықтық қабаттары келесі теңдеулермен өрнектеледі: 

0-қабат:  – 2(x+y+z) = 0 (А-атомдары). 

1- қабат:   (x+y+z –   ) = 0 (оттегі иондары). 

2- қабат:   (x+y+z –   ) = 0 (В-атомдары). 

3- қабат: –  (x+y+z –    ) = 0 (оттегі иондары). 

4- қабат:  (x+y+z –1) = 0 (А-атомдары). 

5- қабат:

(x+y+z –   ) = 0 (В-атомдары). 

6- қабат: (x+y+z –   ) = 0 (А-атомдары). 

7- қабат: 

(x+y+z –   ) = 0 (оттегі иондары). 

8- қабат: 

(–x–y–z +   ) = 0  (В-атомдары).    

9- қабат: (x+y+z –   ) = 0 (оттегі иондары). 

 

156 

10- қабат:      (x+y+z –2) = 0 (А-атомдары). 

11- қабат:

(x+y+z –   ) = 0 (В-атомдары). 

12- қабат: (x+y+z –   ) = 0 (А-атомдары). 

13- қабат: 

(x+y+z –   ) = 0 (оттегі иондары). 

14- қабатта атомдар жоқ.  

Бұл бағыттағы атомаралық жазықтықтар әртүрлі және мынадай: 

d

 1,2 

= 0.2165 

d

 2,3 

= 0.1443                                

d

 3,4 

= 0.1443                                

d

4,5

= 0.0722  

d

5,6

= 0.0722  

d

 6,7 

= 0.0722 

d

7,8

= 0.0722  

d

 8,9

= 0.1443 

d

 9,10 

= 0.1443                                

d

 10,11 

= 0.0722 

d

 11,12

= 0.0722 

d

 12,13 

=0.0722                                 

d

 13,14 

= 0.0722 

13-жазықтықтан  [1,1,1]  түйін  аралығы  0,3608А

0

,  олай  болса  трансляция  векторының  модулі    

ρ

111 

= а

= 14.546 А

0

.  

Осы  жазықтықтардағы  атомдардың  орналасуын  көрсету  үшін  қатты  шарлар  моделін 

қолданамыз.  Осы  моделдегі  координаталар  бүтін  сандармен  көрсетіледі,  тығыз  орналасқан  оттегі 

атомдарының радиусы 1-ден үлкен, металл иондарының радиустары 1-ден кіші болады. Атомдардың 

нақты орнын анықтау үшін элементар ұяшықтың калибровкасын жасау қажет. Рентген құрылымдық 

талдаудан  тор  тұрақтысының  эксперименталды  мәндері  бізге  белгілі.  Калибровка 

  құрылымы  үшін  тор  тұрақтысы  а=8,398  А

0

-нің  көмегімен  жасалды. 

Калибровкадан соң кристалл түйіндері бүтін сан мәндерімен өрнектеледі. 

 

 

 

2-сурет. Феррит-шпинелінің элементар ұяшығында атомдардың [111] бағытында  

кристаллографиялық жазықтықтар құруы 

 

Координатасы  (0,0,0)  түйіндік  тетраэдрлік  металл  атомын  0-  қабат  деп  алсақ,  онда  1-қабатты 

центрі  (1,1,1)  болатын  оттегі  атомдары  құрайды,  оның  екінші  қоршауындағы  6  оттегі  атомының  

координаталары (-1,3,1), (-1,1,3), (1,-1,3), (3,-1,1), (3,1,-1) және  (1,3,-1). Осы жазықтықтағы оттегінің 

келесі  12  атомы  екі  шеңбер  бойымен    орналасады,  яғни  үшінші  шеңбердің  радиусы      r  <  2r

0

  және 

төртінші шеңбердің радиусы  r = 2r

0 

болады, мұндағы  r

0 

–оттегі атомнының радиусы.  

2-қабатты металдың октаэдрлік иондары құрайды. Центрі бос, бірінші қоршауында металлдың 

үш атомы орналасады, екінші қоршауы бос және т.с.с. Тетраэдрлік жазықтық құрылымы центріндегі 

орны бос, алты атоммен қоршалған болып орналасады.  

Оттегі  атомдарынан  құралған  3-қабат  тығыз  орналасқан,  бұл  қабаттағы  атомдар  1-оттегі 

қабатындағы атомдардың ойыстарына орналасады.  

 

157 

4-қабат  металдың  тетраэдрлік  атомдарымен  құралады,  оның  центріндегі  атомның 

координатасы  (3,3,3). 5-қабатты металдың октаэдрлік атомдары, ал 6-қабатты металдың тетраэдрлік 

атомдары құрайды. Бұл қабаттардың жазықтық аралық қашықтықтары d

4-5

 = 0.0722a, d

5-6

 = 0.0722a,  

d

6-7

 = 0.0722a  оттегіден құралған жазықтық аралық қашықтықтардан d

2-4

 = 0.2165a  үш есе кіші. 7-

қабат  тығыз  орналасқан  оттегі  атомдарынан  құралған,  центріндегі  атомның  координатасы    (5,5,5) 

және  ол  3-қабаттағы  оттегі  атомдарының  орналасуын  қайталайды.  8-қабат  металдың  октаэдрлік 

атомдарымен  құралады,  ал  келесі  9-жазықтық  тығыз  орналасқан  оттегі  атомдарынан  құралған.  9-

қабаттан  кейін  металдың  октаэдрлік  және  тетраэдрлік  иондарынан  құралған  үш  қабат  орналасады. 

Бірақ,  11,  12,  13-қабаттардағы  металл  атомдарының  орналасуы  4,  5,  6-қабаттардағы  металл 

атомдарының  орналасуын  қайталамайды.  12-қабат  центріндегі  атомның  координатасы    (6,6,6) 

болатын  металдың  тетраэдрлік  атомдарымен  құралады.  Келесі  В-қабаты  тығыз  орналасқан  оттегі 

атомдарынан құралған. Соңғы 14-қабатта атомдар жоқ, яғни бос қабат.  

Осылайша,  [111]  бағытында  ары  қарай  осы  тәртіппен  жазықтықтар  қайталанып  орналаса 

береді.  

 

 ӘДЕБИЕТ 

1. Крупичка С. Физика ферритов и родственных им магнитных окислов. – М.: Мир,1976.- Т.1.-С.98-105. 

2. Ильин В.А., Позняк Э.Г. Аналитическая геометрия.- Москва: Наука, 1981.- С.47-81. 

3. Жидков Н.П., Щедрин Б.М. Геометрия кристаллического пространства.-Москва:МГУ, 1988.-192-198. 

4. Шаскольская М.П. Кристаллография.-Москва:Высшая школа,1976.-97-132., 169-171. 

 

Шамбулов Н. Б., Абдрасилова В. О., Чингисова А. М. 

жүктеу/скачать 37,51 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: