大学化学_第8章_化学与材料 (天津大学)

1、 第8章 化学与材料 基本要求基本要求 1、掌握各区元素原子的结构特征，并能从、掌握各区元素原子的结构特征，并能从原子的电子层结构了解常用工程材料在元原子的电子层结构了解常用工程材料在元素周期系中的分布素周期系中的分布 2、了解近年来的新型材料、了解近年来的新型材料(高分子材料高分子材料, 陶陶瓷材料瓷材料, 纳米材料纳米材料, 复合材料复合材料, 液晶材料液晶材料)的的组成与性能组成与性能n8.1 常用工程材料在周期系中的分布常用工程材料在周期系中的分布n8.2 几种新型材料几种新型材料n8.2.1 金属材料金属材料n8.2.2 高分子材料高分子材料n8.2.3 陶瓷材料陶瓷材料n8.2.4

2、 复合材料复合材料n8.2.5 液晶材料液晶材料材料的分类材料的分类 1 1） 按按用途用途分为结构材料和功能材料分为结构材料和功能材料 结构材料结构材料：利用材料的力学和理、化性质：利用材料的力学和理、化性质 功能材料功能材料：利用材料的热、光、电、磁等性能：利用材料的热、光、电、磁等性能 2 2） 按按成分、特性成分、特性分为：分为： 金属材料金属材料 黑金属：铁、铬、锰及合金黑金属：铁、铬、锰及合金 有色金属：除了黑金属以外的金属有色金属：除了黑金属以外的金属 无机非金属材料（陶瓷材料）无机非金属材料（陶瓷材料）传统陶瓷传统陶瓷 精细陶瓷精细陶瓷 有机高分子材料有机高分子材料：塑料、纤维

3、、橡胶以及涂：塑料、纤维、橡胶以及涂 料、黏合剂等料、黏合剂等 复合材料复合材料：由以上三种材料复合而成：由以上三种材料复合而成按按化学活泼性化学活泼性分：分： 活泼活泼 中等活泼中等活泼 不活泼不活泼 s s 区区 dsds区、区、p p区区 d d区区3 3 Li-Li-密度最小的金属密度最小的金属,0.5gml,0.5gml-1-1He-He-熔点最低的单质熔点最低的单质Cr-Cr-硬度最大的金属硬度最大的金属(9)(9)W-W-熔点最高的金属熔点最高的金属(3410)(3410)Hg-Hg-熔点最低的金属熔点最低的金属1 1 金属的性质金属的性质物理性质：物理性质：光泽光泽：金属晶体大

4、多呈银白色，：金属晶体大多呈银白色， AuAu黄色黄色，BiBi淡红淡红，CuCu紫红色紫红色；4 4密度密度：按：按5g.cm5g.cm-3-3为标准为标准, ,分为轻金属分为轻金属 重金属；重金属； 熔点熔点：金属熔点差别很大。：金属熔点差别很大。 如：如：HgHg、W W； 磁性磁性：分铁磁材料：分铁磁材料(Fe(Fe、CoCo、Ni)Ni)； 顺磁材料顺磁材料(Mn(Mn、CrCr、MoMo、W W）；）； 逆磁材料逆磁材料(Cu(Cu、SnSn、PbPb、ZnZn）；）； 延、展性延、展性：即机械加工性能良好；：即机械加工性能良好； 热胀冷缩热胀冷缩( (但但SbSb 、BiBi相反

5、相反) )。5 5 导电、导热导电、导热：金属越纯，导电、热性：金属越纯，导电、热性 越好越好; ;轻质合金轻质合金以轻金属为主要成分的合金。以轻金属为主要成分的合金。 铝合金铝合金：密度小，强度高。：密度小，强度高。“硬铝硬铝”耐蚀，耐蚀，可可 用于车，不用于船。用于车，不用于船。 钛合金钛合金：密度不大，强度很高，抗蚀性好，耐：密度不大，强度很高，抗蚀性好，耐 高、低温（高、低温（-200-500-200-500），用于飞机。），用于飞机。3434硬质合金硬质合金以硬质化合物为硬质相，以合金以硬质化合物为硬质相，以合金 为黏结相的复合材料（为黏结相的复合材料（TiNTiN、AlNAlN、

6、TiCTiC、WCWC、SiCSiC）具有高硬度、耐）具有高硬度、耐 磨、强度、韧性。磨、强度、韧性。 具有具有“记忆记忆”自己形状特性的合自己形状特性的合金。金。 如如Ti-NiTi-Ni（各（各50%50%）合金，在温度）合金，在温度T T发发 生晶格转变：生晶格转变：菱形晶格菱形晶格立方晶格立方晶格 晶格的变化，改变了合金形状。晶格的变化，改变了合金形状。3535记忆合金记忆合金贮氢合金贮氢合金两种特定金属的合金两种特定金属的合金: : 一种可大量吸收一种可大量吸收H H2 2的金属（如的金属（如RERE），）， 一种不吸收氢的金属制成的合金。一种不吸收氢的金属制成的合金。3636 使氢

7、可在其中使氢可在其中“移动移动”。是理想的氢。是理想的氢能源材料。能源材料。贮氢合金要求贮氢合金要求: :1)1)贮氢量大；贮氢量大；2)2)金属氢化物容易形成，稍加热又容金属氢化物容易形成，稍加热又容易分解；易分解；3)3)室温下吸、放氢的速度快；室温下吸、放氢的速度快；4)4)使用寿命长；成本低。使用寿命长；成本低。目前正在研究的贮氢合金主要有目前正在研究的贮氢合金主要有三大系列：三大系列：镁系贮氢合金镁系贮氢合金：MgHMgH2 2,Mg,Mg2 2NiNi稀土系贮氢合金稀土系贮氢合金：LaNiLaNi5 5,MnNiMn, ,MnNiMn, MnNiAl MnNiAl钛系贮氢合金钛系贮

8、氢合金：TiHTiH4 4,TiMn,TiMn1.1.5.8.3 8.3 陶瓷材料陶瓷材料( (Ceramics)Oxides Al2O3 (alumina) ZrO2 (zirconia) BeO (beryllia)Non oxides carbides SiC borides B4C, BN nitrides Si3N4 silicidesComposites combination of oxides and non-oxides. Each one of these classes can have unique material propertiesTypes of Ceramic

9、s一、几种新型陶瓷材料1 1、 光导纤维光导纤维 从高纯的二氧化硅或石英玻璃的熔从高纯的二氧化硅或石英玻璃的熔融体中，拉出直径约为融体中，拉出直径约为100100m m的细丝，的细丝，称为石英玻璃纤维。（玻璃可以透光，称为石英玻璃纤维。（玻璃可以透光，但在传播过程中光损耗较大，而用石英但在传播过程中光损耗较大，而用石英玻璃纤维光损耗大为降低，故这种纤维玻璃纤维光损耗大为降低，故这种纤维称为光导纤维。）称为光导纤维。）皮料皮料低折射率的玻璃；低折射率的玻璃；4343光纤的组成：光纤的组成：芯料芯料高折射率，高透光度，不析晶高折射率，高透光度，不析晶 的玻璃；的玻璃； 多组分玻璃光纤；多组分玻璃光

10、纤； 复合材料光纤；复合材料光纤； 石英光纤（高纯度或掺杂）。石英光纤（高纯度或掺杂）。 光在芯料和皮料光在芯料和皮料界面上全反射，入射界面上全反射，入射光封闭在芯料内，经光封闭在芯料内，经过无数次全反射，锯过无数次全反射，锯齿状传播。齿状传播。4444通信原理：通信原理：光纤材料：光纤材料：光缆结构图光缆结构图n 利用光导纤维可以进行光纤通讯，用最利用光导纤维可以进行光纤通讯，用最新的氟玻璃制成的光导纤维，可以把光信号新的氟玻璃制成的光导纤维，可以把光信号传输到太平洋彼岸而不需要任何中继站。传输到太平洋彼岸而不需要任何中继站。n 光损耗较大光导纤维可以在短距离使用，光损耗较大光导纤维可以在短

11、距离使用，特别适合做人体内窥镜，如：胃镜、膀胱镜、特别适合做人体内窥镜，如：胃镜、膀胱镜、直肠镜、子宫镜等。直肠镜、子宫镜等。 2 2、超导陶瓷、超导陶瓷n19111911年荷兰物理学家年荷兰物理学家OnnesOnnes发现汞（水银）发现汞（水银）在在4.2K4.2K附近电阻突然下降为零附近电阻突然下降为零. .n超导电性：零电阻现象超导电性：零电阻现象n超导临界温度：电阻突然消失的温度超导临界温度：电阻突然消失的温度n超导体：在一定温度下具有超导电性的超导体：在一定温度下具有超导电性的物体物体superconductors (超导体) no resistance to flow of ele

12、ctricityn superconducting behavior starts below the superconducting transition temp, Tcn Hg(l) 4.2 KSuperconducting Transition Temperatures Not all metals have superconducting properties. Al, Ti, Zn Ga, Zr, Mo, Tc, Ru, Cd, In, Sn La, Hf, Ta, WRe, Os, Ir, Hg, Tl, Pb, Th, Pa and U can superconduct at

13、atmospheric pressure.MetalTemp (K)Aluminum1.175Gallium1.10Tin3.72Mercury4.15Lanthanum (La) 4.9Lead7.2metals highest Tc is 23K (Nb-Ge compound) 19871987年年 赵宗贤等赵宗贤等ceramic YBa2Cu3O7 Tc is 95K. 19931993年年 中中- -瑞合作瑞合作 Hg-Ba-Cu-O (Tc=133.5K) Want room temp (298K)77K (liquid nitrogen)n应用：应用：n1 1） 用超导材料输电用

14、超导材料输电n2 2） 超导发电机超导发电机n3 3） 磁力悬浮高速列车磁力悬浮高速列车n4 4） 可控热核聚变可控热核聚变nMeissner effect magnets levitate (float) over superconductors3 3、纳米陶瓷、纳米陶瓷 从陶瓷材料的发展史上看，经历了三次从陶瓷材料的发展史上看，经历了三次飞跃飞跃 从陶器到瓷器从陶器到瓷器-第一次飞跃第一次飞跃 从传统陶瓷到精细陶瓷从传统陶瓷到精细陶瓷-第二次飞跃第二次飞跃 从精细陶瓷到纳米陶瓷从精细陶瓷到纳米陶瓷-第三次飞跃第三次飞跃 （超韧性陶瓷）（超韧性陶瓷）n纳米材料：粒径为纳米材料：粒径为1-10

15、01-100纳米，纳米材料纳米，纳米材料具有具有表面效应、界面效应、量子尺寸效表面效应、界面效应、量子尺寸效应应。但目前为止，这些效应无法检测。但目前为止，这些效应无法检测。 棉、麻、丝、毛、角、胶、塑料、棉、麻、丝、毛、角、胶、塑料、橡胶、纤维橡胶、纤维它们是人们越来越熟悉它们是人们越来越熟悉的有机高分子材料。无论是天然的或的有机高分子材料。无论是天然的或合成的这类材料，在人们的生活和工合成的这类材料，在人们的生活和工程技术中都占有越来越重要的地位。程技术中都占有越来越重要的地位。8.4 8.4 高分子材料高分子材料n高分子化合物：由一种或几种低分子高分子化合物：由一种或几种低分子 化合物聚

16、合而成的相化合物聚合而成的相 对分子量较高的化合对分子量较高的化合 物（也称高聚物）物（也称高聚物）CH2CH2CH2CH2n n 单体单体 链节链节聚合度聚合度Polymers (Polymers (聚合物) )nmolecules of very high molecular massncomposed of a string of monomers ( (单体单体) ), which are molecules with low molecular massnpolymers also: macromolecules ( (高分子高分子) )njoining together proce

17、ss: polymerization ( (聚聚合反应合反应) )2 types of polymerization reactions:addition polymerization （加聚反应）condensation polymerization （缩聚反应）单体单体：形成高聚物的低分子量化合物。：形成高聚物的低分子量化合物。链节链节：高分子化合物中重复的结构单：高分子化合物中重复的结构单 元。元。聚合度聚合度：高分子化合物化学式中链节的：高分子化合物化学式中链节的 个数。个数。1 1 高分子化合物的组成：高分子化合物的组成： 特定结构单元多次重复而成特定结构单元多次重复而成: : 聚合

18、度聚合度CHCH2 2CHCH2 22 2 相对分子质量相对分子质量: : 高分子化合物的相对分子质量应为：高分子化合物的相对分子质量应为：M = M = 链节化学式量链节化学式量n n但，同种高聚物，其聚合度并不相同。但，同种高聚物，其聚合度并不相同。3 3聚乙烯聚乙烯链节链节n n 因此，每一个大分子的相对分子质量因此，每一个大分子的相对分子质量 都不相同都不相同。 高聚物的相对分子质量只有平均意义。高聚物的相对分子质量只有平均意义。 由于聚合度不同引起的高聚物相对分子质由于聚合度不同引起的高聚物相对分子质 量各不相同的现象量各不相同的现象高聚物相对分子质量高聚物相对分子质量 的多分散性的

19、多分散性 高聚物高聚物链节相同而聚合度不同的混合物。链节相同而聚合度不同的混合物。4 43 3 高分子化合物的几何形状高分子化合物的几何形状线型结构线型结构 分子易蜷曲，制品有弹性分子易蜷曲，制品有弹性( (热塑性热塑性) )； 大分子被化学键交联起大分子被化学键交联起来，不易蜷曲，制品无弹来，不易蜷曲，制品无弹性和塑性（热固性）。性和塑性（热固性）。5 5体型体型( (网状网状) )结构（结构（ cross-linking (交联) ）4 高分子化合物的制备高分子化合物的制备Addition polymerization） 由一种或几种有不饱和键的单体通过加成反由一种或几种有不饱和键的单体通

20、过加成反应结合成高分子化合物的反应。应结合成高分子化合物的反应。如：如： 6 6ethyleneCCHHHH,CCCCC,HHHHHHHHHHCCHHHHCCHHHHpolyethylene,Ethylene乙烯Polyethylene聚乙烯Addition PolymersPolyethylene (PE)(HDPE and LDPE)Polypropylene (PP)Polystyrene (PS)Polyvinyl chloride (PVC)CH2CH2n CH2CHCH3n CH2CHCln CH2CHn 特点：特点：1 1）参与加聚反应的单体具有不饱和键）参与加聚反应的单体具有不

21、饱和键; ;2 2）没有小分子物质产生，高聚物化学组）没有小分子物质产生，高聚物化学组 成与单体相同成与单体相同; ;3 3） 加聚反应快，副产物较少加聚反应快，副产物较少. . 加聚反应可分为：加聚反应可分为：均聚，共聚均聚，共聚（又分（又分接枝、镶嵌共聚）。接枝、镶嵌共聚）。Condensation Polymerization 7 7 具有两个或两个以上官能团的一种具有两个或两个以上官能团的一种或几种单体缩合成高聚物，同时析出低或几种单体缩合成高聚物，同时析出低子物质（如：水、氨、醇、卤化物等）子物质（如：水、氨、醇、卤化物等）的反应。的反应。NHHHOCO+NHCOHOH+amine

22、NH2 carboxylic acid COOHNH2R1NH2+OOHR2COOHNHCOR2R1NH2OOH+H2OCondensation PolymersPolyurethane (PU)Polyethylene terephthalate (PETE, PET) Nylon 6,6 OCH2CH2OCOCOn NHCH2NHCCH2COO64n CONHRNHCOOR On 特点：特点：1 1）单体必须含有两个或两个以上的官能团；）单体必须含有两个或两个以上的官能团；2 2）有小分子副产物生成，高聚物化学组成与）有小分子副产物生成，高聚物化学组成与单体不同。单体不同。缩聚反应可分为：

23、缩聚反应可分为： （按产物）体型缩聚，线型缩聚；（按产物）体型缩聚，线型缩聚； （按单体）均缩，混缩，共缩。（按单体）均缩，混缩，共缩。plastics (塑料) materials that can be formed into shapes by application of heat and pressurethermoplastics (热塑性的) can be reshaped by heat and pressurethermosetting (热固性的) cannot be reshaped by heat and pressure5 5 高聚物的结构和性能高聚物的结构和性能 高

24、聚物的相对分子质高聚物的相对分子质量很大，所以，分子间量很大，所以，分子间力很强。因此，高聚物力很强。因此，高聚物无气态，机械强度较高。无气态，机械强度较高。9 9 高分子链中有许多高分子链中有许多C-CC-C键，此单键可按键角自键，此单键可按键角自由旋转。由旋转。因此，高分子的形状便有无数可能（构象）因此，高分子的形状便有无数可能（构象）高分子链的柔顺性。高分子链的柔顺性。高聚物的聚集态有：高聚物的聚集态有： 晶晶 态态大分子排列有序；大分子排列有序；1010 非晶态非晶态大分子大分子 排列无序；排列无序； 高聚物整体无序，但在小区域内有不高聚物整体无序，但在小区域内有不同状态：晶区和非晶区

25、。同状态：晶区和非晶区。1111 一个大分子可穿过几个不同的区域。一个大分子可穿过几个不同的区域。高聚物中晶区多称结晶度大，力学性高聚物中晶区多称结晶度大，力学性能强。能强。 玻璃态：玻璃态：TTTTTTTg g ， 分子动能不大，大分子不动，链段可分子动能不大，大分子不动，链段可动。动。受外力，大分子或蜷曲或伸展；除受外力，大分子或蜷曲或伸展；除去外力，分子复原，属高弹形变。高聚去外力，分子复原，属高弹形变。高聚物柔软，有弹性。是橡胶的使用状态物柔软，有弹性。是橡胶的使用状态. . 分子动能大。大分子可运动，具有流动性分子动能大。大分子可运动，具有流动性和可塑性，不会复原。是高聚物的工艺状态

26、；和可塑性，不会复原。是高聚物的工艺状态；1313粘流态：粘流态：TTTTf f， 玻璃态（对塑料）、高弹态（对橡胶）玻璃态（对塑料）、高弹态（对橡胶） 是使用状态，粘流态是工艺状态。是使用状态，粘流态是工艺状态。 塑料的塑料的T Tg g应高于室温。应高于室温。 T Tg g是塑料使用的最高温度；是塑料使用的最高温度； 橡胶的橡胶的T Tg g应低于室温。应低于室温。 T Tg g是橡胶使用的最低温度。是橡胶使用的最低温度。 为便于加工，为便于加工，T Tf f应低些。应低些。 如塑料，如塑料，T Tf f-T-Tg g差应小差应小; ; 为利于使用，为利于使用，T Tf f应高些。如橡胶。

27、应高些。如橡胶。1414讨论讨论讨论题：讨论题：以下三种温度以下三种温度- -形变曲线，各对形变曲线，各对应于何种高分子材料？应于何种高分子材料？ 对应于塑料。使用状态是玻璃态，处对应于塑料。使用状态是玻璃态，处于室温；于室温；T Tg g-T-Tf f差值小；差值小；对应于橡胶。使用状态是高弹态，处对应于橡胶。使用状态是高弹态，处于室温；于室温；T Tg g-T-Tf f差值大；差值大；1515讨论：讨论：对应于纤维。使用状态是玻璃态，处对应于纤维。使用状态是玻璃态，处于室温；于室温；T Tg g-T-Tf f差值较大。差值较大。基本性能基本性能：质轻，有弹性，塑性，：质轻，有弹性，塑性，

28、绝缘，耐腐蚀。绝缘，耐腐蚀。机械性能机械性能：聚合度：聚合度n n大，分子间力大，大，分子间力大， 强度大（结晶度，极性基强度大（结晶度，极性基 团都能增强分子间力）。团都能增强分子间力）。1616 高聚物无电子、离子，多是绝缘高聚物无电子、离子，多是绝缘体。但极性基团在电场中会周期性取体。但极性基团在电场中会周期性取向，产生位移电流，使其具有导电性。向，产生位移电流，使其具有导电性。 高聚物经摩擦而带静电，因绝缘而高聚物经摩擦而带静电，因绝缘而 不易消除。不易消除。 符合符合“相似相溶相似相溶”原理，但不同于低原理，但不同于低 分子，其溶解过程分为：分子，其溶解过程分为：1717电性能：电性

29、能：溶解性：溶解性： 溶胀溶胀溶剂分子进入高分子链，使溶剂分子进入高分子链，使 链距增大，体积增大；链距增大，体积增大；1818 溶解溶解溶胀到使高分子链彼此分离，溶胀到使高分子链彼此分离， 分子进入溶剂。分子进入溶剂。体型高分子只溶胀不溶解。体型高分子只溶胀不溶解。 特点特点：“强而韧强而韧”，耐磨性最好的纤，耐磨性最好的纤 维。柔顺性好。维。柔顺性好。 用途用途：绳索，帘子线，渔网，飞行：绳索，帘子线，渔网，飞行 服，运输带，降落伞，袜子。服，运输带，降落伞，袜子。3737 结构：结构：8.5 8.5 复合材料复合材料1 1 定义：定义：由两种以上物理和化学性质不同的物由两种以上物理和化学

30、性质不同的物 质组合起来得到的一种多相固体材料质组合起来得到的一种多相固体材料。 （combination of two or more materials to obtain new material that has properties from both components）2 2 组成：组成：基体材料基体材料 Matrix （金属或高聚物）；（金属或高聚物）； 增强材料增强材料 Reinforcements （纤维、粒子）。（纤维、粒子）。4040Composites 3 3 类型类型： 纤维（纤维（ fiber ）增强复合材料（增强材料）增强复合材料（增强材料 是纤维）是纤维）

31、strength of the composite depends on the amount, arrangement and type of fiber reinforcement in the matrix. 粒子（粒子（ particulate ）改性复合材料）改性复合材料( (增强材料是粒增强材料是粒 子子) ) 夹层夹层( (laminate)复合材料（芯、面料间以胶粘剂复合材料（芯、面料间以胶粘剂 adhesive结合）结合）4141 包括：包括：玻璃纤维，陶瓷纤维，合成纤维，金属丝玻璃纤维，陶瓷纤维，合成纤维，金属丝 包括：包括：SiOSiO2 2、CaCOCaCO3 3、Ca

32、SOCaSO4 4 、石棉、碳黑、陶土；、石棉、碳黑、陶土； 4242 纤维增强材料纤维增强材料 粒子增强材料粒子增强材料作用：作用：承受载荷，传递和分散应力，提高强度。承受载荷，传递和分散应力，提高强度。作用：阻止基体位错，提高强度，降低成本。作用：阻止基体位错，提高强度，降低成本。 包括：机械力（钉、钩、铆），分子包括：机械力（钉、钩、铆），分子 间力，氢键，化学键。间力，氢键，化学键。 组成组成：以树脂为基体（环氧树脂，酚醛树：以树脂为基体（环氧树脂，酚醛树 脂，不饱和聚酯树脂，有机硅）。脂，不饱和聚酯树脂，有机硅）。 以玻璃纤维为增强材料。以玻璃纤维为增强材料。4343 复合材料界面结

33、合力复合材料界面结合力1 1 玻璃纤维增强塑料玻璃纤维增强塑料玻璃钢玻璃钢 特点特点：质轻，耐热，耐蚀，耐老化，：质轻，耐热，耐蚀，耐老化， 绝缘，加工性好。刚度不及绝缘，加工性好。刚度不及 金属。金属。 组成组成：以树脂（环氧：以树脂（环氧 酚醛酚醛 F-4F-4）为）为 基体，以碳纤维（有机纤维，基体，以碳纤维（有机纤维， 绝氧碳化）为增强材料。绝氧碳化）为增强材料。4444 应用应用：车体，船体，罐，管，泵，：车体，船体，罐，管，泵， 塔，零部件。塔，零部件。 碳纤维增强塑料碳纤维增强塑料 特点特点：质轻、耐热、导热、强度高。：质轻、耐热、导热、强度高。 母材：铜、钢、不锈钢。母材：铜、

34、钢、不锈钢。 被复材料：被复材料：AlAl、CuCu、AgAg、AuAu、ZnZn、SnSn、NiNi等。等。 方法：电镀，热镀，浸镀，喷涂，冷压，热压。方法：电镀，热镀，浸镀，喷涂，冷压，热压。4545 以物理、化学方法将不同金属组合在一起以物理、化学方法将不同金属组合在一起 的材料。的材料。 金属包层复合材料金属包层复合材料 应用应用：航天器等高技术领域。：航天器等高技术领域。Almost anything that can be made with traditional materials such as metals, can be manufactured from composi

35、tes. Benefits of composite nHigh StrengthnLight weight highest strength to weight ratio known to man.nCorrosion (腐蚀) ResistancenDesign FlexibilitynDurabledisadvantage: often more expensive than conventional materials. n液晶:既具有液体的流动性,又具有晶体的各向异性的一类物质。8.6 8.6 液晶液晶 如：胆甾醇苯酸脂加热熔化：如：胆甾醇苯酸脂加热熔化： 137 167137 1

36、67 固态固态 混浊液态混浊液态 清澈状态清澈状态（各向异性）（各向异性介晶态）（各向异性）（各向异性介晶态） （各向同性）（各向同性）Crystal cloudy liquid clearintermediate liquid-crystalline phase partially ordered properties between solid and liquidn液晶的分子结构：n具有液晶特性的有机物，一般具有细长棒状结构，同时大多数是2个或3个苯环直线状结合的对位取代化合物。 long rigid, rodlike molecules nA,B-亚甲胺基 X,Y-烷基n 偶氮基 烷氧

37、基n 氧化偶氮基 酸基n 脂基 氰基n液晶的分类液晶的分类 液晶是各种特定分子排列的聚液晶是各种特定分子排列的聚集体，一般可以分为三类：集体，一般可以分为三类： 近晶相液晶近晶相液晶：分子排列方向一致：分子排列方向一致 且呈层状结构且呈层状结构 向列相液晶向列相液晶：仅排列方向一致：仅排列方向一致 胆甾相液晶胆甾相液晶：呈螺旋结构：呈螺旋结构nematic向列型液晶smectic 近晶型液晶层列型液晶twisted nematicCholesteric liquid crystal胆甾醇型液晶液晶的特性与用途液晶的特性与用途 液晶是一类具有各向异性的流体，其液晶是一类具有各向异性的流体，其 结构会随外场（电、热、磁、力等）的变结构会随外场（电、热、磁、力等）的变化而变化，从而导致其各向异性性质的变化而变化，从而导致其各向异性性质的变化。其中，光电效应是液晶材料最有