Исследование анизотропии комплексного модуля сдвига нематических жидких кристаллов ультразвуковыми методами

• Автор: Казаков, Рустям Хамзич
• Шифр специальности: 01.04.15
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1983
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 164 c. : ил

С ОДЕРЖАНИЕ

Глава I. ОСНОВЫ ГИДРОДИНАМИКИ НЕМАГИЧЕСКИХ ЖИДКИХ КРИСТАЛЛОВ И

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ СДВИГОВЫХ ВЯЗКОУПРУГИХ

СВОЙСТВ ЖИДКИХ КРИСТАЛЛОВ АКУСТИЧЕСКИМИ МЕТ ОДАМИ

1.1. Основные положения линейной теории вязкоупругости

1.2. Основные положения гидродинамики нематической фазы

1.3. Гидродинамика изотропной фазы

1.4. Измерение коэффициентов вязкости в сдвиговом ламинарном потоке и поле сдвиговой ультразвуковой волны

1.4.1. Стационарный ламинарный поток

1.4.2. Сдвиговые ультразвуковые еолны

1.5. Экспериментальные исследования вязкоупругих свойств

и релаксации в жидких кристаллах
1.6. Постановка задачи и выбор объектов исследования . . .
Глава.2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ УСТАНОВКА И МЕТОДИКА ИЗМЕРЕНИЙ
2.1. Методика измерений сдвигового импеданса с использова-
. нием кварцевой пластины АТ-среза
2.2. Экспериментальная установка с использованием кварцевого резонатора АГ-среза
2.2.1. Электронная часть и методика измерений
2.2.2. Измерительный элемент
. 2.2.3. Оценка погрешности измерений
2.3. Резонансный метод крутильных.колебаний
2.4. Ориентация.молекул НЖК
2.5. Измерение эффективной вязкости в стационарном ламинарном потоке. Измерение плотности жидкостей
Глава 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ТЕМПЕРАТУРНОЙ, ЧАСТОТ2 НОЙ И ОРИЕНТАЦИОННОЙ ЗАВИСИМОСТЕЙ СДЕИГОВЫХ ВЯЗКОУПРУГИХ СВОЙСТВ НЕК

3.1. Температурная, частотная зависимости и анизотропия сдвигового импеданса НІЖ
3.2. Динамическая вязкость и модуль сдвига ЕЖ,
их анизотропия
3.2.1. Динамическая вязкость
3.2.2. Модуль сдвига ЕЖ
Глава 4. СДВИГОВАЯ РЕЛАКСАЦИЯ В НПЖТИЧЕСКИХ ЖИДКИХ КРИСТАЛЛАХ.
МЕХАНИЗМЫ РЕЛАКСАЦИИ
4.1. Сдвиговая релаксация в ЕЖ
4.2. Механизмы сдвиговой релаксации
4.3. Поворотно-изомерная релаксация в НЖ
4.4. Анизотропия вращательной подвижности и ориентационной релаксации в нематической фазе ЕЖ
4.5. Релаксация в изотропной фазе ЕЖ
ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЕМ V М
Актуальность темы и практическое значение работы. В жидкокристаллическом состоянии высокая подвижность молекул вещества сочетается с элементами кристаллической упорядоченности. В этой связи динамические эффекты в жидком кристалле (ЫО возникают при незначительных внешних воздействиях. Это обусловило использование НК в качестве рабочих тел в различного рода устройствах микроэлектронной техники (устройства отображения информации, устройства формирования изображения, Ш{-датчики и т.д.). Для разработки более надежных и экономичных приборов требуется всестороннее изучение физико-химических свойств жидких кристаллов. Применение разных экспериментальных методов исследования (оптическая, диэлектрическая, атлетическая спектроскопии, рентгеноструктурный анализ и т.д.) позволяют получить информацию о динамических свойствах, структуре, характере ме жмол ек уляр но г о взаимодействия в ЖК. Например, исследования электрогидродинамических, магнитогидродинамических и акустооптических свойств [I - ю} позволяют определить пороговые значения внешних воздействий, при которых возникают неустойчивости ориентации длинных осей молекул жидких кристаллов. Методы акустической спектроскопии позволяют эффективно исследовать релаксационные и анизотропные свойства ЖК. В литературе имеется обширный теоретическим и экспериментальный материал по исследованию ЖК на продольных волнах [II - 2о] , проведено обобщение экспериментальных данных [21 - 24] . Исследований на сдвиговых волнах в.настоящее время мало. Измерения динамических параметров ориентированных жидких кристаллов на сдвиговых ультразвуковых волнах позволяют получить данные о температурной, частотной и ориентационной зависимостей импеданса, динамической вязкости, модуля

Продолжение таблицы 2
I 2 3 4 5 6 7 8
4 24240548 24251660 24246104 11112 5 25 0
5 24240568 24251674 24246121 Ш06 15 225 14
6 24240543 24251659 24246101 1Ш6 10 100 I I
7 24240539 24251643 24246091 11104 14 196 17
Сред- нее 24240553 24251660 24246106 11107
Сумма

т -[£<»/>%. Т + Ст.Л:* * *'*>(***)•
При доверительной вероятности * = Я.б' = 0,95 доверительный интервал равен <26 , где тсл - коэффициент Стьюдента
семи измерений ^сы = 2,4 , тогда имеем:
(зЛ)^ = (&3)^= 2-2,4« ( ^ ) ^ = 19 (Гц) или
Ошибка измерений компонент импеданса в одной серии составляет:
Оценка погрешности измерений показывает, что при удачном подборе геометрии кварцевой пластины, электродов и аккуратной склейки пластины с сосудом (рис. 2.6) теоретический коэффициент совпадает с экспериментальным значением (2.12, 2.14) и в этом случае для ньютоновских жидкостей /ех -/л (§ 2.2.1). Отметим, что измерения диметилфталата проведены при нанесенном на поверхность резонатора ориентирующего вещества. Результаты измерений ньютоновских жидкостей в совокупности серий имели разброс также не более 1,5$. Для НЕК разброс в сериях для компоненты ^ был около 2,4 %,