Ультразвук и анизотропия вязкоупругих свойств нематических жидких кристаллов в области низких частот

• Автор: Волков, Виталий Витальевич
• Шифр специальности: 01.04.14
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Воронеж
• Количество страниц: 135 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. ОБЗОР РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ РЕЛАКСАЦИОННЫХ СВОЙСТВ НЕМАТИЧЕСКИХ ЖИДКИХ КРИСТАЛЛОВ В МАГНИТНЫХ ПОЛЯХ ПРИ ИЗМЕНЯЮЩИХСЯ Р,Т - ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРАХ СОСТОЯНИЯ
1.1. Основы статистической теории релаксации ориентационного порядка в нематическом жидком кристалле
1.2. Основные уравнения гидродинамики нематических жидких кристаллов
1.3. Экспериментальные исследования магнитоакустических явлений в НЖК
1.4. Влияние давления и температуры на релаксационные свойства НЖК во вращающемся магнитном поле
1.5 Выбор метода и объектов исследования
ГЛАВА 2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ УСТАНОВКА И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ НЕМАТИЧЕСКИХ ЖИДКИХ КРИСТАЛЛОВ
2.1. Блок-схема и основные требования, предъявляемые к экспериментальной установке для изучения жидких кристаллов акустическим методом
2.2. Конструкция измерительной камеры
2.3. Методика определения скорости и анизотропии скорости ультразвука в НЖК
2.4. Методика определения коэффициента поглощения ультразвука в нематическом жидком кристалле
2.5. Контрольные измерения и оценка погрешности эксперимента

ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ АКУСТИЧЕСКИХ И РЕЛАКСАЦИОННЫХ СВОЙСТВ НЖК
ЗЛ. Влияние температуры и давления на коэффициент поглощения ультразвука в ориентированном НЖК
3.2. Скорость и анизотропия скорости ультразвука в НЖК при изменяющихся температуре и давлении
3.3. Влияние частоты вращения магнитного поля и Р, Т-термо-динамических параметров состояния на фазовые характеристики акустических параметров
3.4. Релаксационные свойства НЖК во вращающемся магнитном
поле
ГЛАВА 4. ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ РЕЗУЛЬТАТОВ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
4.1. Влияние давления и температуры на скорость ультразвука в ориентированных НЖК
4.2. Анализ зависимости плотности от давления в области фазового перехода НЖК-ИЖ
4.3. Влияние давления и температуры на модули упругости и сжимаемость НЖК
4.4. Влияние давления и температуры на диссипативные кинетические коэффициенты гидродинамики НЖК
4.5. Ориентационная релаксация в НЖК во вращающемся магнитном поле
ЗАКЛЮЧЕНИЕ И ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
Широкое применение жидких кристаллов (ЖК) в качестве рабочего тела в устройствах отображения информации, оптических модуляторах, системах хранения информации и различного рода датчиках обусловило повышенный интерес к экспериментальным и теоретическим исследованиям свойств ЖК, подверженных воздействию быстро меняющихся внешних электрических и магнитных полей. В этой связи актуальным представляется изучение влияния макроскопических релаксационных процессов, которые могут быть обусловлены индивидуальными вращениями отдельных анизометрических молекул и их фрагментов, а также движением молекулярных комплексов, на интегральное динамическое поведение нематических жидких кристаллов (Е1ЖК) в переменных полях. Существование полученных в рамках гидродинамики НЖК адекватных решений уравнения движения директора НЖК во вращающихся магнитных полях обуславливает эффективность экспериментального изучения влияния ротационного магнитного поля на динамику ориентационных процессов в ЖК. Для исследования зависимости неравновесных свойств ЖК от степени ориентационной упорядоченности необходимо экспериментальное изучение релаксационных процессов в больших объемах вещества, то есть в условиях значительной величины отношения линейных размеров образца к магнитной длине когерентности. В этом плане перспективным представляется применение акустического метода исследования, поскольку наряду с возможностью изучения динамики ориентационных процессов в больших объемах НЖК в автоклавных условиях, этот метод позволяет получать полезную информацию об акустических свойствах вещества, которая может быть использована для расчета диссипативных коэффициентов и упругих постоянных, являющихся функциями Р,Т - термодинамических параметров состояния. Изучение влияния температуры и давления на анизотропию вязкоупругих свойств мезофазы, включая область полиморфных
в материал камеры на максимально возможную глубину, преобразователя напряжение-частота, вычислительной машины, выходного интерфейса, буферного усилителя и нагревательной обмотки. Второй контур
Рис.2.2. Схема согласование импеданса преобразователя и электрического тракта.
представляет собой воздушный термостат. Устранение влияния магнитного поля на термодатчик осуществлено бифилярной намоткой платинового провода. Влияние асимметрии вращения магнитного поля относительно термосопротивления компенсируется применением двух расположенных на противоположных сторонах от оси камеры датчиков температуры. Для устранения влияния на исследуемое вещество магнитного поля создаваемого током, проходящим через нагревательную обмотку, производилась встречная намотка нагревателя [100]. Разработанная система термостатирования обеспечивает точность задания температуры не ниже 0,01 К. Временная нестабильность поддержания температуры в исследуемом веществе не превышает ±0,01 К.
11. Поверхности излучателей соосны и параллельны
12. Диапазон частот вращения поворотного стенда достаточно широк (0,01 ...4-рад/с) для реализации как стационарного, так и нестационарного режимов [101] движения директора при АТ =0..,70 К.

13. Измерение угла поворота магнитного поля производится с точностью не ниже 0,5 углового градуса.
14. Система создания и передачи высокого давления обеспечивает надежную изоляцию рабочей жидкости от исследуемого вещества и фиксацию значения давления с точностью не ниже 0,5 МПа [102].
р=1ЮОм р=70 Ом
р=35 Ом
Я=50 Ом
С—2,7 нФ
2,6 МГц