2022-2023學(xué)年高二物理競(jìng)賽課件：液晶-液態(tài)晶體

液晶——液態(tài)晶體

液晶——液態(tài)晶體晶態(tài)液態(tài)中間態(tài)1888年Reinitzer，某些有機(jī)物熔化后，經(jīng)歷渾濁的液態(tài)，再加熱，透明液體渾濁狀液體的中間相具有和晶體相似的性質(zhì)——液晶液晶即有液體的流動(dòng)性又有晶體的某些各向異性液晶中分子往往具有一維或二維的長(zhǎng)程有序分子運(yùn)動(dòng)：整個(gè)分子的平動(dòng)、轉(zhuǎn)動(dòng)、分子內(nèi)某些單鍵內(nèi)旋轉(zhuǎn)引起的構(gòu)象(conformation)變化熔化熵：分子有序：平動(dòng)有序、轉(zhuǎn)動(dòng)有序、構(gòu)象有序構(gòu)象無(wú)序晶體：保留了大部分位置有序和取向有序，只是構(gòu)象無(wú)序小分子——環(huán)狀烷(CH2)24高分子——聚乙烯、聚四氟乙烯塑晶：位置有序，取向無(wú)序大多數(shù)塑晶由球狀分子組成，轉(zhuǎn)動(dòng)勢(shì)能<<點(diǎn)陣能在受外應(yīng)力作用時(shí)，有相當(dāng)?shù)娜彳浶裕菀装l(fā)生“塑性變形”液晶：液晶材料熔化時(shí)，取向分子序被保留，有序的流體塑晶由一些形狀十分類(lèi)似的球形分子組成，N2,CO,環(huán)乙醇等小分子液晶：液晶的分子一般為棒狀或盤(pán)狀高分子液晶：常具有棒狀或盤(pán)狀單元的介晶基團(tuán)，顯示出較大的鏈剛性，通常具有剛性鏈和半剛性鏈的特性中間相（mesophase）或介晶（mesomorphic）液晶的分類(lèi)：(1)按形成條件分：①熱致性(thermotropic)：材料通過(guò)升溫至熔點(diǎn)或玻璃化溫度(Tg)

以上才進(jìn)入液晶態(tài).②溶致性(lytropic)：由符合一定結(jié)構(gòu)要求的化合物與溶液組成的液晶體系，由兩種以上化合物組成最常見(jiàn)：水和“雙親”性分子雙親性分子(amhiphilic)：分子結(jié)構(gòu)中既含有親水的極性基團(tuán)也含有不溶于水的非極性基團(tuán)目前在技術(shù)中直接應(yīng)用的液晶都是屬于熱致性液晶(熱變型)(溶變型)肥皂水，洗衣粉溶液，表面活化劑溶液生物膜CH3O(C6H4)N2O(C6H4)OCH3(2)按結(jié)構(gòu)分類(lèi)：①近晶相液晶(smectic)位置有序，取向有序形式：棒狀分子的有序排列引起的層狀結(jié)構(gòu)——層型液晶準(zhǔn)晶的制備：急冷甩帶法：錘淬法：熔融金屬，汽錘敲擊任何用于制備亞穩(wěn)定合金相的方法

(離子束混合，離子注入，氣相沉積，急速加壓，電子束)

長(zhǎng)期時(shí)效(常規(guī)合金制備方法)準(zhǔn)晶的尺寸小，介穩(wěn)定狀態(tài)，性質(zhì)測(cè)量困難，不系統(tǒng)，不統(tǒng)一力學(xué)性能：室溫下硬而脆，大塊準(zhǔn)晶性能接近陶瓷在高溫下具有類(lèi)似超塑性的極高塑性高硬度、耐摩擦性能及不粘性磁性能：

Al-Pd-Mn-B電性能：①電阻率異常高，結(jié)構(gòu)越完整電阻率越高②負(fù)的溫度系數(shù)，隨溫度升高電阻率下降③電阻率對(duì)材料成分和結(jié)構(gòu)十分敏感，質(zhì)量越差，電阻率越?、軐?duì)于二維的十次準(zhǔn)晶，其周期方向的電阻率比準(zhǔn)周期方向電阻小1/4~1/20，顯示很強(qiáng)的各項(xiàng)異性準(zhǔn)晶的物理性質(zhì)：準(zhǔn)晶是一種新的物質(zhì)形態(tài)，僅在特定的金屬合金中形成關(guān)于準(zhǔn)晶的討論早期研究的準(zhǔn)晶均為急冷所得的亞穩(wěn)定相，而緩慢冷卻得到的Al-Li-Cu和Al-Fe-Cu等準(zhǔn)晶則具有穩(wěn)定相Al-Mn準(zhǔn)晶相，室溫長(zhǎng)時(shí)維持，350oC數(shù)小時(shí)，400oC幾分鐘在晶體生長(zhǎng)過(guò)程中，原始幾個(gè)殼層的原子往往會(huì)形成二十面體對(duì)稱(chēng)排列的短程有序集團(tuán)——有序簇(cluster)準(zhǔn)晶態(tài)可以認(rèn)為是由許多二十面體長(zhǎng)程取向有序而無(wú)平移周期性的微晶粒構(gòu)成的互補(bǔ)亞穩(wěn)定結(jié)構(gòu)二十面體密堆積等徑鋼球的面心密積和六方密積的配位數(shù)均為12由略小的球在正三角二十面體的中心，12個(gè)球坐落在定點(diǎn)上才是配位數(shù)為12的最密堆積只有四面體空隙，無(wú)八面體空隙四面體非正四面體，二十面體中心只能放置較小的球所以二十面體結(jié)構(gòu)非常適合合金相，因?yàn)槎喾N金屬的原子往往不等V,Cr,Mn,Co,Ni,Fe的原子半徑比Al的原子半徑小5％～10％二十面體有120個(gè)對(duì)稱(chēng)元素，立方晶體48個(gè)對(duì)稱(chēng)元素空間占有率對(duì)稱(chēng)性二十面體是穩(wěn)定的原子組態(tài)在凝固過(guò)程中，易于形成二十面體結(jié)構(gòu)急冷凝固—