Способ определения параметров жидких кристаллов

 

Изобретение относится к методике исследования структуры жидких кристаллов с помощью дифракции рентгеновских лучей, точнее к использованию рентгеновского спектрометра для температурных исследований жидких кристаллов во внешних магнитных полях. Цель изобретения - расширение объема получаемой информации при рентгеноспектрометрических исследованиях жидких кристаллов в магнитных полях. Способ определения параметров жидких кристаллов с помощью рентгеновского спектрометра заключается в том, что исследуют рассеяние пучка рентгеновских лучей на жидкокристаллическом образце, для чего меняют положение жидкокристаллического образца, вращая его вокруг вертикальной оси. После этого вращают кристалл-анализатор, изменяют температуру и осуществляют дополнительное вращение образца совместно с внешним магнитным полем вокруг горизонтальной оси. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) 5 С 01 И 23/20

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ *- -:Ми И1

Жз Ji3 g, < . (21) 4383284/3 l -25 (22) 08.12.87 (46) 1).05.90. Бюл, 9 18 (71) Львовский государственный университет им. Ив.Франко (72) В.А.Омельченко (53) 621.386 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 1303913, кл. G 01 N 23j20, 1987.

W.L. Ис И111ап .Measurementof Бшесtic -А- Phase Order — Parameter

Fluctuations in the Nematic Phase

of p- n-Octy1oxybenzelidene — р-Tolui.dine,. Physical Pevien А, 1973, ч.7, Н 5, 1673-1678.

J.Als-Ие1зеп (а), Р.J.Birgeneau, M.Kaplan, J.D.Litster and С.R.Safi- nya, E1igh — Resolution Х вЂ” ray Study

of à. Second Order Hematic — Smectic—

А Phase Transition. Physical Review . Letters, 1977, ч.39, N 6, 352-355. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ЖИДКИХ КРИСТАЛЛОВ (57) Изобретение относится к методими выбранной системы координат обрат.

Ю ного пространства Ч„е Ч qz где 0

° отвечает углу поворота кристалланализатора совместно с детектором вокруг главной вертикальной оси спектрометра: Я вЂ” отвечает углу поворота образца совместно с магнитным файв. полем вокруг вертикальной оси приставки, совпадающей с главной осью „ спектрометра Х вЂ” отвечают углу пово

3 рота образца вокруг горизонтальной оси, проходящей через центр поворот жФ части приставки.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

: ПРИ ГННТ СССР

Изобретение относится к исследованию жидких кристаллов в магнитных полях с помощью дифракции рентгеновских лучей.

Цель изобретения — повышение иь-! формативности при исследовании жидкокристаллических материалов с различным значением анизотропии магнитной восприимчивости.

На чертеже графически представлен пример, связи между установочными углами 9 = 8 + М, Я, X и координата,.SU„„1564524 А 1

2 ке исследования структуры жидких

1 . кристаллов с помощью дифракции рентгеновских лучей, точнее к использова-, нию рентгеновского спектрометра для ,температурных исследований жидких кристаллов во внешних магнитных полях.

Цель изобретения — расширение объема получаемой информации при рентгено.— спектрометрических исследованиях жидких кристаллов в магнитных полях.

Способ определения параметров жидких кристаллов .с помощью рентгеновского спектрометра заключается в том, что исследуют рассеяние пучка рентгеновских лучей на жидкокристаллическом образце, для чего меняют положение жидкокристаллического образца, вращая его вокруг вертикальной оси..

После этого вращают кристалл-анализатор, изменяют температуру и осу- С ществляют дополнительное вращение образца совместно с внешним магнитным полем вокруг горизонтальной оси.

1 ил.

1564524

Способ включает измерение интенсивности рассеяния рентгеновских лучей в узле обратной решетки, для чего устанавливают кювету с.жидко5 кристаллическим образцом в приставку к рентгеновскому спектрометру, где поддерживают выбранную температуру для исследуемого мезоморфного (жидкокристаллического) состояния с помощью терморегулирующей системы.

Образец выводят в брэгговское положение, производя поочередно повороты приставки вокруг ее главной оси и дополнительно, вокруг ее горизонтальной оси, лежащей в плоскости дифракции и проходящей через центр образца. Вращением кристалла-анализатора, размещенного на кронштейне с детектором рентгеновского излучения, вокруг главной вертикальной оси спектрометра добиваются максимального значения интенсивности рассеяния рентгеновских лучей, а затем проводят измерения интенсивности в узле 25 обратной решетки при различных температурах.

После этого производят измерения интенсивности рассеяния I(9>+oL,Q,Õ) рентгеновских лучей в окрестности узла обратной решетки, для чего установленный в приставке жидкокристалли ческий образец посредством терморегулирующей системы доводят до необ ходимой температуры и производят сканирование кристалл-анализатора совместно с детектором, вокруг главной вертикальной оси спектрометра при неподвижном образце и находят 4р угловое распределение интенсивности.

По окончании сканирования поворачи-. вают образец на выбранный угол совместно с магнитным полем вокруг главной вертикальной оси приставки и 45 вновь нроизводят сканирование кристалл-анализатора. Измерения повторяют до тех пор, пока не будут произведейы .измерения интенсивности рассеяния при выбранном значении угла О наклона магнитного поля с образцом к плоскости дифракции по данному сечению узла обратной решетки. Тогда поворачивают образец, совместно с магнитным полем вокруг горизонталь55 ной оси на заданный угол в пределах узла обратной решетки и повторяют предыдущие измерения, после каждого поворота вокруг горизонтальной оси.

Измерения повторяют при различных температурах, Из полученного набора интенсивностей ТО + С,Я, Х) рассеяния рентгеновских лучей в окрестности узла обратной решетки и в узле обратной решетки определяют интенсивность

I(q„, q, q ) в системе координат

q, пользуясь для перехода следующими соотношениями между установочными углами 8, Q Х и координатами q, q, q обратного пространz ства.

4) (q = — ° sin(e + -)х х 2

Ы

x cps (Я -) ° cos Х

q = —. sin(g + -) ° зж(Я вЂ” -)

4)(. ()(, . ф

Т 2

Ы э1" (ВВ+ 2)" о(, )(соа(Я вЂ” -) sin X, 2

Рассчитывают параметры жидких крисI таллов: межслоевые р4 расстояния, корреляционные длины („, „, и их температурные зависимости. С целью более точного определения параметров жидких кристаллов рассчитывают 8 (q) поперечное сечение рассеяния рентгеновских лучей в окрестности узла обратной решетки, пользуясь соотношением Т (() =

=JG(q)a(q, q )dq, где P(q в q ) аппаратная функция спектрометра. Поперечное сечение (7 (q) дает уточненные значения корреляционных длин, их температурных зависимостей, а также температурной зависимости поперечного сечения (восприимчивости) в узле обратной решетки.

В качестве примера осуществления способа приведены результаты исследования и-гексилоксифенилового эфира и-децилоксибензойной кислоты. Исспедовалась нематическая мезофаза в температурном интервале 83-89 С. Исследования проводились на рентгеновском спектрометре, налаженном на базе рентгеновского дифрактометра ДРОН-Э по рентгенооптической схеме 1,1-1, использовалось СоК -излучение ° (Кристалл-монохроматор и кристалланализатор выполнены из совершенного

1564524

50 кристалла германия с плоскостями отражения flllJ. Магнитное поле составляло 3 кГс. Имелась возможность уменьшить.,его. Температура изменялась и поддерживалась в пределах от t до 100 С.

Величина брэгговского угла не изменялась в пределах существования нематической мезофазы и составляла

g8 = 1,375, что соответствует межо слоевому расстоянию d = 31,87А. Проводилось сканирование кристалл-анализатора совместно с детектором в о о интервале углов 0,4-3 с шагом 0,01 (по углу 8), Диапазон углов Я (угол поворота приставки с образцом и магнитным полем вокруг главной вертикальной оси приставки, совпадающей с главной вертикальной осью спектрометра) изменялся в пределах от -25 до +25, а шаг соответствовал О,gl о о

Пределы измерения углов Х (угол поворота подвижной части приставки вокруг горизонтальной оси приставки, проходящей через центр вращающейся части приставки) от -40 до +40 с о шагом 0 05, На значительных удалениях от узла обратной решетки шаг сканирования по углам 8, Я и Х увеличивался и составлял, соответственно 0,1; О;5, 05 . Полуширины полуинтенсивностей вдоль направлений

q<, q и q для температуры 83,3 С о- составляли, соответственно 0,017А, o„< о-

О, 05А 0,05А а рассчитанные корреляционные длины, соответственно, 120, 40, 40А. Интенсивность рассеяния рентгеновских лучей в узле обратной решетки изменялась по зависимости

I(t)-, (t-t ), а корреляционные длины,,-() ; p -(t t )о .

1-- Поверхности одинакового значения интенсивности имеют форму эллипсоида, в котором короткие оси совпадают с направлением магнитного поля, Формула и э о б р е т е н и я

Способ определения параметров жидких кристаллов, заключающийся в

30 том, что исследуемый образец помещают в держатель на главной оси спектрометра между кристалл-монохроматором и кристалл-анализатором в приставку для температурных исследований жидкокристаллических материалов в магнитных полях, нагревают образец до перехода его в жидкокристаллическое состояние, облучают пучком рентгеновского излучения, дифрагированного кристалл-монохроматором, снимают угловое распределение интенсивности рассеяния рентгеновских лучей образцом, для чего производят сканирование кристалл-анализатора совместно с детектором вокруг главной вертикальной оси спектрометра при неподвижном образце, по окончании сканирования производят поворот образца на заданный угол совместно с магнитным полем вокруг главной вертикальной оси гониометра, вновь производят сканирование кристалл-анализатора, регистрируя угловое распределение, и измерения повторяют до тех пор, пока не будет определено распределение интенсивности рассеяния в се1 чении узла обратной решетки, находящемся в плоскости дифракции, после . чего последовательно изменяют температуру, повторяют измерения при различных температурах и по полученному набору интенсивностей находят параметры жидких кристаллов, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью повышения информативности при исследовании жидкокристаллических материалов с различным значением аниэотропии магнитной восприимчивости, дополнительно производят измерения температурной зависимости интенсивности рассеяния в узле обратной решетки, многократно поворачивают образец совместно с магнитным полем вокруг горизонтальной оси на заданный угол в пределах узла обратной решетки и повторяют измерения интенсивностей рассеяния в сечении узла обратной решетки после каждого поворота вокруг горизонтальной оси.

1.564524

Составитель Е.Сидохин Редактор Т.Парфенова Техред М,Ходанич Корректор И.Муска» .Заказ 1155 Тираж 492 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

М м

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101