2. Жидкие кристаллы (основные виды и структура).

Вещества, способные в определенном температурном интервале выше точки плавления сочетать одновременно свойства жидкостей (текучесть, способность к образованию капель) и свойства кристаллических тел (анизотропии), стали называться жидкими кристаллами или жидкокристаллическими.

Фазовые типы нехиральных соединений:

- нематические: ориентационный порядок молекулярных длинных осей;

- смектические: слоистый структуры; присутствует некоторая вероятность упорядоченного состояния внутри слоев и взаимного их распределения, а также вероятность ориентационной и позиционной упорядоченности;

- мягкие кристаллы: ранее носили название «упорядоченные смектические структуры»; слоистые структуры с трехмерным ориентационным порядком, более низким, чем в обычных кристаллах;

- кубические: структуры с мицеллярными единицами решетки или сложными вплетенными структурами, с трехмерным порядком единиц решетки, жидкие на молекулярном уровне.

Xиральная нематическая фаза носит название холестерической, так как впервые была открыта в холестериновых производных. Квазислои данной структуры имеют нематический характер. Однако предпочтительные направления смежных слоев отклонены на небольшие углы, что приводит к образованию геликоидальной (винтовой) структуры.

Структуры хиральных смектических фаз А и В аналогичны нехиральным вариантам. Но хиральность молекул добавляет этим фазам дополнительные свойства: очень слабую оптическую активность и электроклинный эффект.

3. Композитные материалы (принцип выбора материалов, перспективы применения).

Существуют три принципа выявления материалов для получения композитов с наиболее полезными свойствами:

1. используются показатели эксплуатационных характеристик, на основе которых выделяют только те сочетания материалов, которые максимизируют эксплуатационные качества композитов; Показатель эксплуатационной характеристики — это свойство (группа свойств), которая оценивает эффективность материала при выполнении заданной функции (Эшби 1999).

Например: В тех направлениях использования, где осуществляется растяжение материала, наилучшим будет тот материал, который обладает наибольшей удельной жесткостью Е/ρ. Самые легкие материалы для элементов, которые подвергаются изгибам, должны обладать наибольшим значением E1/2/ρ. Наилучшие пружины изготавливают из материалов с наибольшими значениями σf2/E, где σf - это предел текучести (разрушающее напряжение).

2. используются графики подбора и назначения материалов. При построении этих графиков учитываются свойства обоих материалов и получаемые показатели эксплуатационных характеристик композитов;

3. определяются пределы, на основе которых далее находят крайние значения для заданной композитной системы (Эшби 1993). При исследовании нового композита выделяют семь основных механических и термических свойств: плотность, модуль растяжения, прочность, вязкость, теплопроводность, коэффициент термического расширения и теплоемкость (табл. 1). И на их основе вычисляют другие свойства (трещиностойкость, коэффициент теплопропроводности и др.). Пределы и интервалы значений устанавливают диапазон свойств для определенных типов матриц. Используя эти данные, мы можем прогнозировать свойства большой группы материалов, не занимаясь детальным уточнением их составов.