弹性键相连矩形板液晶分子系统双轴向列相相变

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1、摘要———————————————————————————————————————————————————————————一——一●本文对弹性键相连的矩形板液晶分子系统的相变进行了研究，考虑了两种分子模型：(1)双矩形板液晶分子组成的系统。假设分子间相互作用为棒与棒相互作用的叠加，且相互作用强度系数彼此独立，利用平均场理论，得到系统在温度和分子结构参数平面内，随着弹性键强度的增加而有的四类相图：第一类相图(弹性键强度最小)中只有一个直接由各向同性相进入双轴向列相的Landau点，从单轴向列相到双轴向列相的相变为二级相变。第二类相图中Landau点扩展为Landau曲线，正的单轴相范围增加，负的

2、单轴相范围缩小，出现了从单轴相到双轴相的一级相变。第三类相图中，Landau点同样扩展为Landau曲线，但负单轴相区域消失。第四类相图中(弹性键强度最大)，Landau曲线范围反而缩小。上述四类相图表明，相变类型、Landau曲线的出现与分子内弹性键强度的大小有关。(2)矩形板．直棒液晶分子组成的系统。假设一棒与棒间的简单相互作用能，利用棒与棒间相互作用能的叠加，得到分子间相互作用能，以及系统的内能、熵和自由能，在平均场近似下得到系统在温度和分子结构参数平面内的四类相图。第一类相图(平行作用的弹性键)中只有一个直接由各向同性相进入双轴向列相的Landau点，从单轴向列相到双轴向列相的相变为二

3、级相变。第二类相图(平行作用的弹性键)中随着，’棒变长，棒与棒之间的相互作用增强，使得Landau点向右移动，正的单轴相范围增加，负的单轴相消失。第三类相图(垂直作用的弹性键)中，Landau点扩展为Landau曲线，系统容易在较高温度下进入双轴相。第四类相图(垂直作用的弹性键)中，三根棒之间两两垂直，Landau曲线又变成Landau点。上述四类相图表明，相变类型、Landau曲线的出现与分子结构参数和弹性键平行或垂直作用的性质有关。关键词：双轴向列相液晶，相变，四足形分子AbstractThephasetransitionsofmolecularsystemconsistedbyrecta

4、ngularplatesconnectedbyflexiblechainarestudiedinthispaper．Weconsidertwokindsofmolecularmodel．(1)Amolecularsystemconsistedbydoublerectangularplatesisconsidered．Basedonasimpleinteractionenergybetweenmoleculesandtheapproximationofmean-fieldtheory，astheinteractionstrengthofflexiblechainincreases，fourkin

5、dsofphasediagramsintheplaneofmolecularstructureandtemperatureareobtained．Inthefirstkind(wheretheinteractionstrengthisthesmallest)thereisonlyoneLandaupointthatallowssystemdirectlytransitfromisotropicphasetobiaxialphase．InthesecondkindLandaupointspreadstoaLandaucurve．Theregionofpositiveuniaxialphasein

6、creasesandthatofnegativeuniaxialphasedecreases．Inthephasediagram，afirstordertransitionfromuniaxialphasetobiaxialphaseappears．InthethirdkindLandaupointalsospreadstoaLandaucurve，buttheregionofnegativeuniaxialphasedisappears．Inthefourthkind(theinteractionstrengthofflexiblechainisthelargest)，therangeofL

7、andaucurvebecomesnarrower．Theabovephasediagramsshowthatthephasetransitiontypes，appearanceandtherangeofLaudaucurvedependonthesizeoftheflexiblechain．(2)Thesecondmodelisamolecularsystemconsistedbyarectan