双轴向列相液晶相变理论

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1、摘要在向列相液晶中，由于分子形状的各向异性，可以产生从各向同性相至单轴向列相，从单轴向列相到双轴向列相的相交。当分子为轴对称性分子时，系统仅产生单轴向列相，若分子为非轴对称性分子时，分子间的相互作用可使液晶分子产生两个相互垂直方向的取向，从而系统呈现双轴向列相。本文对由弹性键相连的V形液晶分子系统的相变进行了研究．根据分子间简单相互作用能，利用平均场理论得到系统平衡态序参数随温度的变化，以及系统在分子结构和温度平面内相图．结果表明液晶相变温度与弹性键强度系数k及棒长比，有关。当k>0和k<0且IkI<，时，随温度的降低，系统从各向同性相经一级相变进入单轴向列相；当k<0且I

2、k

3、>，．<1时，系统由各向同性相经一级相变进入单轴相，再经二级相变进入双轴向列相，随着Ikl的增大，一级相变消失，变为弱一级相变或连续相变。当k<0且Ikl>r=1时，系统由各向同性相经一级相变进入双轴相，随着IkI的增大，一级相变消失，变为二级相变。关键词：双轴向列相液晶，相变，V形液晶AbstractInnematicliquidcrystal，theanisotropyofthemolecularshapeleadstophasetransitionsfromisotropicphasetonematic，fromunixialnematictobiaxialnem

4、atic．Whenthemolecularshapehascylindricalsymmetry，systemonlyoccursuniaxialnematicphase．Whenthemoleculehasnocylindricalsymmetry,molecularinteractionsmakemoleculesorientalongtwoperpendiculardirections，SOabiaxialnematicphaseOccursinthesystem．ThephasetransitionsinV·sh印edmolecularsystemwherethet

5、womoleculararmsareconnectedbyaflexiblechainalestudiedinthispaper．Basedonasimpleinteractionenergybetweenmoleculesandtheapproximationofmean—fieldtheory,orderparametersofequilibriumstateasfunctionsofreducedtemperature，andphasediagramsintheplaneofmoleculalstructureandtemperatureareobtained．The

6、resultsshowthatthephasetransitiontemperaturesarerelatedtotheelasticstrengthofflexiblechainkandratiooftwoalmslength，．．Whenk>0，ork<0butIkI，<1，systemhasafirstorderphasetransitionfro

7、misotropictouniaxialphase，thenasecondorderphasetransitionfromuniaxialtobiaxialphase．WhenIklcontinuestoincrease，thefirstorderwillchangeintoaweakfirstorderoracontinuoustransition．whenk<0andkl>，．=1，systemhasafirstorderphasetransitionfromisotropictobiaxialphase．AslkIincreases，thefirstorderchan

8、gesintoasecondorderphasetransition．Keywords：biaxialnernatics，phasetransition,V-shapedliquidcrystalIl第1章绪论1．1选题的意义液晶是物质从固态变为液态的中间状态，它的物理性质介于晶体和液体之间，又叫中间相。液晶分子的重心位置无序，但分子取向上仍然保持某种排列有序，即分子取向仍然具有长程序，从而在物理性质上呈现各向异性。向列相液晶是一种典型的液晶。在向列相液晶系统中，液晶分子的取向随温度和浓度的变化，可以产生从各向同性