Главная » Просмотр файлов » Автореферат

Автореферат (1173422), страница 3

Файл №1173422 Автореферат (Реологические свойства нематических жидких кристаллов при воздействии поверхностей, электрического поля и светового излучения) 3 страницаАвтореферат (1173422) страница 32020-05-15СтудИзба
Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 3)

Припроведении реологических исследований использовались ЖК ячейки трех типов,две из которых изображены на Рисунке 2 (а, б), а третья имела упрощенный видв сравнении с представленной на Рисунке 2 (б), так как в ней отсутствовал каналс исходной гомеотропной ориентацией. Для создания планарной поверхностнойориентации в ячейке первого типа использовалась технологии натирания, в двухдругих – технология фотоориентации, которая обеспечивает заданноенаправление поверхностной ориентации ЖК с контролируемой силойазимутального сцепления за счет облучения поляризованным светома)б)в)г)Рисунок 2 – Конструкции экспериментальных ЖК ячеек: а) первого типа и б) второго типа(внутренний диаметр открытых трубок D=2,334 мм одинаков для всех экспериментов); в) схемаэкспериментальной установки и г) геометрии эксперимента.9(оптического или УФ диапазонов) предварительно нанесенного на подложкуслоя азо-красителя нанометровой толщины.

При поглощении оптическогоизлучения молекулы красителя изменяют свою ориентацию, что в конечномитоге приводит к возникновению ориентационной упорядоченности в слоекрасителя, которая транслируется на слой абсорбированных поверхностью ЖКмолекул.Экспериментальная установка, использованная для исследованиязатухающего потока в ячейке второго типа (схема представлена на Рисунке 2 (в)),позволяет произвести одновременную регистрацию затухающего пока по двумметодикам и сравнить полученные значения реологических параметров(характерного времени затухания потока и пропорционального емукоэффициента эффективной сдвиговой вязкости). Для управленияориентационной структурой к ЖК слою с исходной планарной ориентациейприкладывалось управляющее напряжение (Up) (1 кГц) от генераторанизкочастотных сигналов Г3-109. При значениях управляющего напряжения,существенно превышающих величину, соответствующую переходу Фредерикса(около 1 В), и относительно малых градиентах давления в слое устанавливаетсяквазигомеотропная ориентация.

Таким образом с использованием одной ячейкивозможна реализация двух главных геометрий эксперимента, показанных наРисунке 2 (г), соответствующих минимальному и максимальному значениямсдвиговой вязкости ЖК (коэффициентам Месовича η2 и η1). Управляющеенапряжение (Uh) частой 1 кГц, приложенное к гомеотропному слоюиспользовалось для подавления возможной гидродинамической неустойчивостинематика под действием градиента давления6.Для затухающего потока обычной ньютоновской жидкости временныеизменения уровня (давления) описываются простым экспоненциальнымзаконом:ΔH(t) = ΔH(0) exp(-t/t),(1)где время затухания потока t пропорционально сдвиговой вязкости ηэфф. Такимобразом, определение времени затухания может быть использовано для расчетакоэффициента эффективной сдвиговой вязкости:ηэфф= Kt/2,(2)где K – коэффициент, который зависит от геометрических размеров каналов иоткрытых трубок.

В частности, в случае, когда гидродинамическоесопротивление гомеотропного канала Rh существенно превышает сопротивлениепланарного канала Rp, общее сопротивление каналов определяется, главнымобразом, сопротивлением Rp, и выражение для параметра К принимает вид:='(%&&#$ )& *+ ,,(3)где Lp, Ар и dp – геометрические размеры планарного канала, D – внутреннийдиаметр открытой трубки.

Использование известного нематика 5ЦБ позволяет6Pasechnik S.V. Orientational Instability in a Nematic Liquid Crystal in a Decaying Poiseuille Flow / S.V. Pasechnik,A.P. Krekhov, D.V. Shmeleva, I.Sh. Nasibullaev, V.A. Tsvetkov // Sov. Phys. JETP. – 2005. – Vol. 100(4). – pp. 804810.10сравнить наши данные с результатами независимых экспериментов7,8.

Примерполученных изображений мениска в различные моменты времени, представленна Рисунке 3 (а). Обработка данных изображений позволяет получить времязатухания потока и рассчитать эффективную вязкость ЖК.Вторая методика основана на измерении времени затухания потока иэффективной вязкости по динамическому оптическому отклику, полученному сгомеотропной части ЖК ячейки.

В данном случае изменяющийся со временемперепад гидростатического давления DP(t), пропорциональный разностиуровней менисков ΔH(t), вызывает изменения фазовой задержки δ(t) междуа)б)Рисунок 3 – Пример изображений мениска в открытых цилиндрических трубках (а), полученныхчерез равные промежутки времени, и зависимости прошедшего линейно-поляризованного излученияI(t) через гомеотропный канал ЖК ячейки (б).7Kneppe H. Determination of the viscosity coefficients of the liquid crystal MBBA / H. Kneppe & F. Shneider // Mol.Cryst. Liq.

Cryst. – 1981. – Vol. 65, Issue – 1-2. – pp. 23-37.8Беляев В.В. Вязкость нематических кристаллов / В.В. Беляев // М.: ФИЗМАТЛИТ. – 2002. – 224 с.11необыкновенным и обыкновенным лучами. При небольших отклоненияхдиректора от исходной гомеотропной ориентации δ(t) пропорциональна [DP(t)]2и, следовательно, также описывается простым экспоненциальным законом:δ(t) =δ(0)exp(-t/tδ),(4)где время релаксации фазовой задержки tδ=t/2.

Таким образом, анализизменения интенсивности света I(t), связанной с фазовой задержкойсоотношением:I(t) = I0sin2 [δ(t)/2],(5)позволяет рассчитать время затухания потока t. В частности, для δ(0)>πмонотонное уменьшение фазовой задержки (4) приводит к появлению локальныхэкстремумов в зависимости I(t), при этом, как было показано9, время релаксацииt фазовой задержки δt связано с интервалом времени Δt между последнимминимумом и максимумом зависимости I(t) следующим выражением:tδ = Δt/ln2.(6)Это позволяет рассчитать время затухания потока и эффективную сдвиговуювязкость ЖК используя измерения указанного выше интервала времени. Расчетноесоотношение для эффективной вязкости имеет вид:ηэфф=Ktδ=KΔt/ln2.(7)Экспериментальные зависимости I(t) были получены путем использованияаналого-цифрового преобразователя L-Card и программы Lgraph, что позволялозаписыватьинформациювформате.txt.Примерполученныхэкспериментальных данных с приемника оптического излучения представлен наРисунке 3 (б).

На следующем этапе производится анализ массиваэкспериментальных данных и последующая их обработка в программе OriginPro.На Рисунке 4 (а) представлены экспериментальные значения эффективнойсдвиговой вязкости при различных значениях управляющего напряжения,полученные по двум изложенным выше методикам. Различие данных значенийпри идентичных условиях эксперимента не превышает 7%, что позволяетвыбирать более подходящую методику для изучения вязкостных свойств ЖКматериалов в затухающем потоке Пуазейля.В частности, на Рисунке 4 (б) представлена зависимость эффективнойвязкости 5ЦБ от управляющего напряжения, полученная с использованиемячейки первого типа на основе анализа интенсивности поляризованного света врежимеотражения,обеспечивающегоувеличениечувствительностигомеотропного слоя за счет двукратного прохождения световым лучом.Как видно из графика, при высоких значениях управляющего напряженияпроисходит насыщение данной зависимости.

В этом случае время релаксацииразности фаз между обыкновенным и необыкновенным лучами определяетсямаксимальным значением коэффициента сдвиговой вязкости η1, так как сильноеэлектрического поле индуцирует гомеотропную объемную ориентацию в слоеЖК за исключением граничных слоев с толщиной, определяемой электрическойдлиной когерентности:9Pasechnik S.V., Shmeliova D.V, Semerenko D.A., & Voronov V.N. (2009). Proceedings of the 29th InternationalDisplay Research Conference: Eurodisplay 2009, Rome, P40, 395–397.12ξ1 = (K44 / ε7 Δε d: U <4 ,(8)где К11 – модуль упругости Франка, 0 – электрическая постоянная, Δ –диэлектрическая анизотропия, dр – толщина планарного слоя, U – напряжениеэлектрического поля.

В случае ячейки первого типа, заправленной ЖК 5ЦБ, столщиной планарного слоя dp=150 мкм при значениях материальныхпараметров: К11=6,4 пН, Δ=11,5 и напряжении U=100 В, электрическая длинакогерентности Е=94 нм существенно меньше толщины слоя ЖК, что даетвозможность пренебречь воздействием граничных слоев в отличие от случаяиспользования магнитных полей. Этот вывод подтверждается малым (около 3%)отличием значения эффективной сдвиговой вязкости в области насыщения отсоответствующей величины h1=0,1296 Па, измеренной независимым методом10.В третьей главе представлены результаты экспериментальныхисследований влияния электрического поля на индуцированные синим светомизменения поверхностной и объемной ориентации ЖК слоев, ограниченныхфотоориентируемыми поверхностями. Для исследований использовалась ЖКячейка «сэндвич» типа толщиной d=80 мкм с прозрачными ITO-электродами навнутренних поверхностях подложек.

Эти поверхности предварительнопокрывали слоем фотоориентанта (SD1) и обрабатывали линейнополяризованным ультрафиолетовым излучением (λ = 365 нм) интенсивностьюIp=5,8 Вт/м2 с различными временами облучения (tpi) для трех зон (tp1=600 с,tp2=1200 с и tp3=1800 с). Это позволило получить после заполнения ЖК (5ЦБ)однородную планарную ориентацию в ячейке. В то же время азимутальная силасцепления Wa отлична для ранее упомянутых зон, поскольку этот параметрзависит от предварительной дозы облучения11 Dp=Iptp. В описанныхэкспериментах, значения Dp составляли 3,5; 7 и 10,5 кДж/м2 соответственно дляпервой, второй и третьей зон.

Характеристики

Список файлов диссертации

Реологические свойства нематических жидких кристаллов при воздействии поверхностей, электрического поля и светового излучения
Свежие статьи
Популярно сейчас
Зачем заказывать выполнение своего задания, если оно уже было выполнено много много раз? Его можно просто купить или даже скачать бесплатно на СтудИзбе. Найдите нужный учебный материал у нас!
Ответы на популярные вопросы
Да! Наши авторы собирают и выкладывают те работы, которые сдаются в Вашем учебном заведении ежегодно и уже проверены преподавателями.
Да! У нас любой человек может выложить любую учебную работу и зарабатывать на её продажах! Но каждый учебный материал публикуется только после тщательной проверки администрацией.
Вернём деньги! А если быть более точными, то автору даётся немного времени на исправление, а если не исправит или выйдет время, то вернём деньги в полном объёме!
Да! На равне с готовыми студенческими работами у нас продаются услуги. Цены на услуги видны сразу, то есть Вам нужно только указать параметры и сразу можно оплачивать.
Отзывы студентов
Ставлю 10/10
Все нравится, очень удобный сайт, помогает в учебе. Кроме этого, можно заработать самому, выставляя готовые учебные материалы на продажу здесь. Рейтинги и отзывы на преподавателей очень помогают сориентироваться в начале нового семестра. Спасибо за такую функцию. Ставлю максимальную оценку.
Лучшая платформа для успешной сдачи сессии
Познакомился со СтудИзбой благодаря своему другу, очень нравится интерфейс, количество доступных файлов, цена, в общем, все прекрасно. Даже сам продаю какие-то свои работы.
Студизба ван лав ❤
Очень офигенный сайт для студентов. Много полезных учебных материалов. Пользуюсь студизбой с октября 2021 года. Серьёзных нареканий нет. Хотелось бы, что бы ввели подписочную модель и сделали материалы дешевле 300 рублей в рамках подписки бесплатными.
Отличный сайт
Лично меня всё устраивает - и покупка, и продажа; и цены, и возможность предпросмотра куска файла, и обилие бесплатных файлов (в подборках по авторам, читай, ВУЗам и факультетам). Есть определённые баги, но всё решаемо, да и администраторы реагируют в течение суток.
Маленький отзыв о большом помощнике!
Студизба спасает в те моменты, когда сроки горят, а работ накопилось достаточно. Довольно удобный сайт с простой навигацией и огромным количеством материалов.
Студ. Изба как крупнейший сборник работ для студентов
Тут дофига бывает всего полезного. Печально, что бывают предметы по которым даже одного бесплатного решения нет, но это скорее вопрос к студентам. В остальном всё здорово.
Спасательный островок
Если уже не успеваешь разобраться или застрял на каком-то задание поможет тебе быстро и недорого решить твою проблему.
Всё и так отлично
Всё очень удобно. Особенно круто, что есть система бонусов и можно выводить остатки денег. Очень много качественных бесплатных файлов.
Отзыв о системе "Студизба"
Отличная платформа для распространения работ, востребованных студентами. Хорошо налаженная и качественная работа сайта, огромная база заданий и аудитория.
Отличный помощник
Отличный сайт с кучей полезных файлов, позволяющий найти много методичек / учебников / отзывов о вузах и преподователях.
Отлично помогает студентам в любой момент для решения трудных и незамедлительных задач
Хотелось бы больше конкретной информации о преподавателях. А так в принципе хороший сайт, всегда им пользуюсь и ни разу не было желания прекратить. Хороший сайт для помощи студентам, удобный и приятный интерфейс. Из недостатков можно выделить только отсутствия небольшого количества файлов.
Спасибо за шикарный сайт
Великолепный сайт на котором студент за не большие деньги может найти помощь с дз, проектами курсовыми, лабораторными, а также узнать отзывы на преподавателей и бесплатно скачать пособия.
Популярные преподаватели
Добавляйте материалы
и зарабатывайте!
Продажи идут автоматически
6358
Авторов
на СтудИзбе
311
Средний доход
с одного платного файла
Обучение Подробнее