准晶纳米晶非晶和液晶结构
准晶纳米晶非晶和液晶结构
首先是准晶结构，准晶是指具有部分有序和部分无序排列的结构。与晶体相比，准晶的原子排列稍微有一些规则性，但并不具备完全规则的晶体结构。准晶具有特定的旋转对称性，常见的准晶有五重轴对称结构、十重轴对称结构等。准晶具有比纯随机无序结构更多的规则性，具备一些晶体的性质，如有一些可预测的物理性质。
其次是纳米晶结构，纳米晶是指晶体的晶粒尺寸在纳米级别范围内的材料。晶体的晶粒尺寸在纳米级别时，由于晶界面面积相对较大，可以导致材料的物理、化学性质发生显著变化。与传统晶体相比，纳米晶材料具有更高的韧性、更优异的力学性能和更高的强度。纳米晶结构的材料还具有较高的表面能，有助于提高催化活性和电化学性能。
第三是非晶结构，非晶是指材料缺乏长程有序结构，具有完全无序的原子或分子排列。非晶结构没有明确的晶格，无法通过传统的晶体学方法来描述。非晶材料在玻璃、金属合金和一些塑料中广泛存在。非晶材料具有高硬度、高抗磨损性、良好的抗腐蚀性能和优异的电学性能。非晶结构的材料还具有较好的弹性形变能力和高温稳定性。
最后是液晶结构，液晶是介于固体和液体之间的新型物质状态。液晶材料在较低的温度下表现出有序排列的液体行为，同时又具备晶体的一些性质。液晶的分子在空间中呈现出有序排列的特点，可以形成不同的液晶相，如向列型液晶、扭曲向列型液晶等。液晶材料具有响应外界电场和温度的特性，在显示技术和光电器件等领域有广泛应用。
总之，准晶、纳米晶、非晶和液晶结构是材料科学中常见的四种晶体结构。每种结构具有独特的原子或分子排列方式和特性，对材料的性质和
应用有着重要的影响。通过研究和利用这些不同的结构，可以设计和制造出具有特定性能和功能的材料。
准晶体的发现及应用
准晶体的发现及应用 一．准晶体的定义 准晶体是一种介于晶体和非晶体之间的固体。物质的构成由其原子排列特点而定。原子呈周期性排列的固体物质叫做晶体，原子呈无序排列的叫做非晶体，介于这两者之间的叫做准晶体。20世纪80年代初以前，科学界对固态物质的认识仅限于晶体与非晶体，而随着以色列人达尼埃尔·谢赫特曼的一次偶然发现，固体物质中一种“反常”的原子排列方式跳入科学家的眼界。从此，这种徘徊在晶体与非晶体之间的“另类”物质闯入了固体家族，并被命名为准晶体。 二．准晶体的结构 银铝准晶体的原子模型 物质的构成由其原子排列特点而定。晶体是指原子呈周期性排列的固体物质，单晶体都具有有规则的几何形状，像食盐晶体是立方体、冰雪晶体为六角形。而原子呈无序排列的则叫做非晶体，非晶体没有一定的外形，介于这两者之间的叫做准晶体。也就是说，准晶体具有完全有序的结构，然而又不具有晶体所应有的空间周期性。 人们普遍认为，准晶体存在偏离了晶体的三维周期性结构，因为单调的周期性结构不可能出现五重轴，但准晶体的结构仍有规律，不像非晶态物质那样的近距无序，仍是某种近距有序结构。 尽管有关准晶体的组成与结构规律尚未完全阐明，它的发现在理论上已对经典晶体学产生很大冲击，以致国际晶体学联合会建议把晶体定义为衍射图谱呈现明确图案的固体（any solid having an essentially discrete diffraction diagram）来代替原先的微观空间呈现周期性结构的定义。
三．准晶体的发展历程 准晶体的发现，是20世纪80年代晶体学研究中的一次突破。 1984年底，D.Shechtman等人宣布，他们在急冷凝固的Al Mn合金中发现了具有五重旋转对称但并无平移周期性的合金像，在晶体学及相关的学术界引起了很大的震动。不久，这种无平移同期性但有位置序的晶体就被称为准晶体。 准晶体是1982年发现的，具有凸多面体规则外形的，但不同于晶体的固态物质，它们具有晶体物质不具有的五重轴。如图给出的含钬－镁－锌三种金属的准晶体的正十二面体外型。已知的准晶体都是金属互化物。2000年以前发现的所有几百种准晶体中至少含有3种金属，如Al65Cu23Fe12，Al70 Pd21Mn9等。但最近发现仅2种金属也可形成准晶体，如Cd57Yb10〔Natur e,2000,408:537〕。有关准晶体的组成与结构的规律仍在研究之中。有关组成问题值得重视的事实如：组成为Al70Pd21Mn9的是准晶体而组成的Al60Pd2 5Mn15却是晶体。有关结构问题，人们普遍认为，准晶体存在偏离了晶体的三维周期性结构，因为单调的周期性结构不可能出现五重轴，但准晶体的结构仍有规律，不像非晶态物质那样的近距无序，仍是某种近距有序结构。尽管有关准晶体的组成与结构规律尚未完全阐明，它的发现在理论上已对经典晶体学产生很大冲击，以致国际晶体学联合会最近建议把晶体定义为衍射图谱呈现明确图案的固体（any solid having an essentially discrete diffractio n diagram）来代替原先的微观空间呈现周期性结构的定义。在实际上，准晶体已被开发为有用的材料。例如，人们发现组成为铝－铜－铁－铬的准晶体具有低摩擦系数、高硬度、低表面能以及低传热性，正被开发为炒菜锅的镀层；Al65Cu23Fe12十分耐磨，被开发为高温电弧喷嘴的镀层。 四．准晶体发现者获2011年度诺贝尔化学奖 诺贝尔奖评选委员会第102次颁出化学奖2011年度诺贝尔化学奖于北京时间10月5日揭晓，以色列理工学院的丹尼尔-谢德曼（Daniel Shechtman）因“发现准晶体”而一人独享了这一殊荣。 今年70岁的舍特曼将获得1000万瑞典克朗(约合140万美元)的奖金。舍特曼发现了准晶体，这种材料具有的奇特结构，推翻了晶体学已建立的概念。许多年以来，凝聚态物理学家们仅仅关心晶态的固体物质。然而，在过去的几十年，他们逐渐把注意力转向“非晶”材料，如液体或非晶体，这些材料中的原子仅在短程有序，被称为缺少“空间周期性”。 1982年，舍特曼在美国霍普金斯大学工作时发现了准晶，这种新的结构因为缺少空间周期性而不是晶体，但又不像非晶体，准晶展现了完美的长程有序，这个事实给晶体学界带来了巨大的冲击，它对长程有序与周期性等价
准晶非晶液晶单晶
结构特点性能应用制备法 准晶 概念 随着材料技术的发展，出现了一类结构不符合晶体的对称条件，但呈一定的周期性有序排列新的原子聚集状态的固体，这种状态被称为准晶态，此固体称为准晶。 结构 既不同于晶体，也不同于非晶态，原子分布不具有平移对称性，但仍有一定的规则，且呈长程的取向性有序分布，可认为是一种准周期性排列。 一位准晶：原子有二维是周期分布的，一维是准晶周期分布。 一维准晶模型————菲博纳奇（fibonacci）序列 其序列以L→L+S S →L(L,S分别代表长短两段线段）的规律增长，若以L为起始项，则会发现学列中L可以成双或成单出现，而S只能成单出现，序列的任意项均为前两项之和，相邻的比值逐渐逼近i，当n →∞时，i=（1+√5）/2 二维准晶： 一种典型的准晶结构是三维空间的彭罗斯拼图(Penrose)。二维空间的彭罗斯拼图由内角为36度、144度和72度、108度的两种菱形组成，能够无缝隙无交叠地排满二维平面。这种拼图没有平移对称性，但是具有长程的有序结构，并且具有晶体所不允许的五次旋转对称性。 三维准晶：原子在三维上的都是准周期分布包括二十面体准晶，立方准晶。 性能 准晶室温下表现为硬而脆，韧性较低，准晶材料密度低于其晶态时的密度，比热容比晶态大。 准晶大多由金属元素构成，由金属元素形成的晶体，他们的导电性是人所共知的，金属晶体这些导电性质相比，准晶体一般具有较大的电阻，当温度不太高是，准晶的电阻随温度的增加而减少，实验发现，准晶的导电性随样品质量的改善而降低。其电阻率甚高，电阻温度系数甚小，电阻随温度的变化规律也各不相同。 应用 准晶材料的性能特点是较高的硬度，低摩擦系数，不粘性，耐腐，耐热和耐磨等，但是准经材料的本质脆性大大限制了其应用，目前准经材料的应用主要作为表面改性材料或者作为增强相弥散分布与结构材料中，准经材料在表面改性材料中的应用将准晶材料以涂层，耐热，耐磨，低的摩察系数，耐腐，特殊的光学性能，从而改变材料表面的性质，优化整体材料的性能。此外准晶作为结构材料增强相、作为时效强化相，准晶相、准晶纳米颗粒增强al基合金，准晶颗粒增强复合材料的应用也非常广泛。准经材料在储氢材料，半导体材料和热值发点材料等方面有良好的应用前景。 制备 快速凝固：1 ，急冷凝固：是通过各种急速冷却的方法冷却合金液，金属相在合金液冷却过程中来不及形核和长大，使合金由液态直接转变为非晶态或准静态 图1
准晶材料的接触问题
准晶材料的接触问题 专业品质权威 编制人：______________ 审核人：______________ 审批人：______________ 编制单位：____________ 编制时间：____________ 序言 下载提示：该文档是本团队精心编制而成，期望大家下载或复制使用后，能够解决实际问题。文档全文可编辑，以便您下载后可定制修改，请依据实际需要进行调整和使用，感谢! 同时，本团队为大家提供各种类型的经典资料，如办公资料、职场资料、生活资料、进修资料、教室资料、阅读资料、知识资料、党建资料、教育资料、其他资料等等，想进修、参考、使用不同格式和写法的资料，敬请关注! Download tips: This document is carefully compiled by this editor. I hope that after you download it, it can help you solve practical problems. The document can be customized and modified after downloading, please adjust and use it according to actual needs, thank you! And, this store provides various types of classic materials for everyone, such as office materials, workplace materials, lifestyle materials, learning materials, classroom materials, reading materials, knowledge materials, party building materials, educational materials, other materials, etc. If you want to learn about different data formats and writing methods, please pay attention!
液晶材料的结构和性质
液晶材料的结构和性质 是研究液晶科技的关键方面。液晶是一种介于晶体和液体之间 的物态形态，具有可变的光学特性，因此具有广泛的应用前景。 本文将从液晶材料的基本结构开始，深入探讨液晶材料的性质和 应用，以及未来的发展方向。 1. 液晶材料的基本结构 液晶材料的基本结构由两个互相作用的单元构成：长大分子和 色链。长大分子通常是由若干化学小分子组成，通过化学键相连 形成分子链。这种分子链具有比普通分子更强的自我组合能力， 因此可以通过各种方式形成不同的结构。长大分子通常具有弹性，形状和大小可以随着环境变化而变化。色链是指液晶分子中的一 种长链状分子，可以分为正列相、中列相和复式列相。 液晶材料的结构与其性质密切相关。根据长大分子的排列方式 和形状，液晶材料可以分为各种类型，例如螺旋型，柱型和层型。不同类型的液晶材料在响应外界电场和光场时具有不同的光学性 质和反应速度。因此，对液晶材料的研究和了解为设定性能、改 善应用效果以及发展新技术需要提供基础。
2. 液晶材料的性质和应用 液晶材料的性质和应用主要表现在光学、电学和生物学领域。 由于液晶材料的光学特性随外界环境和物理形态的变化而变化， 因此具有理论学、通讯学和医学应用等重要意义。在光学系统中，液晶材料是最重要的元器件之一。它们可以作为液体光学帘，有 效地控制光的透过度，并广泛应用于电子显示、太阳能电池、光 学存储技术、激光、液晶显示器等方面。 电学领域也是液晶材料广泛应用的领域。液晶材料的电光特性 和电热特性对它的应用具有重要影响。液晶材料集成电路兼容性、导电性能、响应速度和耐久性等因素是评价其在电学应用中应用 前景的重要指标之一。目前，液晶材料在电子小件上广泛应用， 电视、电脑等家用电子产品是典型的应用产品。 在生物学中，由于液晶材料的生物活性比较强，因此也可用于 制药和化妆品，涉及人体皮肤的诊治。液晶材料生物医学应用研 究的现状是分子生物学使用分子和纳米器件来研究生命过程的大 趋势，因此液晶材料在这方面的发挥还有很大潜力。
准晶晶体材料探讨
准晶晶体材料探讨 准晶晶体材料探讨 随着科技的发展，材料科学不断进步和创新，准晶晶体材料的研究也逐步成为热点。准晶晶体材料是介于晶体和非晶态材料之间的一类材料，具有许多独特的性质和特征，为许多领域的应用提供了新的可能性。本文将就准晶晶体材料展开探讨，从其定义、结构、合成方法、性质和应用等方面进行详细介绍。 一、定义 准晶晶体材料，也称为准晶态材料、类晶态材料或偏晶态材料，是一种介于晶体和非晶态材料之间、具有有序结构、但缺乏长程周期性的新型材料。它不同于传统的晶体和非晶态材料，既保持着晶体的局部有序性，又拥有类似非晶态材料的均匀性和随机性，是一种全新的材料状态。 二、结构 准晶晶体材料的结构特殊，通常由大量的局部有序区和无序区构成。其结构具有重复性，但缺乏长程周期性，因此不同于晶体的周期性结构。准晶晶体的结构可以用笛卡尔坐标系中的点阵表示，这种点阵称为“准结构”。准结构的组成单位不是 原子，而是更大的基元，其中基元的排列方式和对称性是决定准晶晶体性质的关键因素。
三、合成方法 准晶晶体材料的合成方法主要有以下几种： 1.化学合成法。利用溶剂反应等方式，在材料中添加特定的原料，完成准晶晶体材料的合成。 2. 热处理法。在准晶晶体材料的晶体或非晶态基础上，通过高温热处理获得。 3. 光学合成法。通过激光束或透镜对材料进行调控和加工，实现准晶晶体材料的制备。 4. 机械制备法。将不同材料混合在一起，并经过高强度的机械力加工，获得准晶晶体材料。 四、性质 准晶晶体材料的性质和特征与晶体和非晶态材料都存在差异，主要体现为： 1. 机械性能。准晶晶体材料具有较高的强度和硬度，但其塑性和韧性相对较低。 2. 光学性能。和晶体相比，准晶晶体材料的光学性能也有所不同，其中包括折射率、吸收率、透明度等等。 3. 热学性能。准晶晶体材料具有较高的热传导率和热稳定性，这使得它们能够用于高温环境。 4. 电学性能。准晶晶体材料的电导率和电介质特性也与晶体和非晶态材料存在差异。 五、应用
细谈纳米晶纤维素手性向列型液晶相结构的形成、调控及应用
细谈纳米晶纤维素手性向列型液晶相结 构的形成、调控及应用 本文从网络收集而来，上传到平台为了帮到更多的人，如果您需要使用本文档，请点击下载按钮下载本文档（有偿下载），另外祝您生活愉快，工作顺利，万事如意！ 1 引言 纳米晶纤维素( NCC) 也称为纤维素纳米晶体，是一种尺寸为几十到几百纳米的刚性棒状纤维素，具有高纯度、高结晶度和高杨氏模量等特性。这种纳米尺度效应使其具有优越的力学性能以及超分子效应，同时结合其可降解和生物相容性的特点使其在制备高性能复合材料、组织工程、生物分子传感器、生物学矿化模板等领域引起了广泛的关注。目前，NCC 在超分子水平上结合其特有的结构单元，采用自组装的方法制备出稳定的具有优异特性的新型纳米材料已成为该领域的研究热点。 NCC 在一定浓度的水溶液状态下，能够形成一种介于液体和晶态之间的有序液晶相，称为溶致手性向列型液晶相，也称为胆甾型溶致液晶相。自Marchessault 等于1959 年在Nature 上发表了NCC 悬浮液存在双折射现象以来，这种既能够显示溶致型液晶相，又显示热致型液晶相的手性向列型液晶相结
构受到了越来越多的关注。NCC 的手性向列型液晶相结构可用于制备高强度、高模量和具有特殊光学性质的薄膜材料，也可以作为一种优良的模板制备含手性结构的多孔纳米材料，在手性催化、手性分离、催化剂载体以及传感器等领域具有潜在的应用价值。近年来，NCC 手性结构的调控和NCC 基手性材料的研制、应用备受关注。本文综述了NCC 手性向列型液晶相结构的形成机理、调控方法及应用研究进展，以期对手性材料的研制和其应用领域的拓展有一定促进作用。 2 NCC 手性向列型液晶相的形成机制及特征 2. 1 NCC 手性向列型液晶相的形成机制高分子液晶是在一定条件下能以液晶态存在的高分子化合物，其特点是具有较高的分子量和液态下分子的取向有序及位置有序。液晶高分子的特征有序性，将赋予材料特有的光学性质、机械性能和良好加工性。依据液晶高分子在空间排列的有序性不同，液晶高分子可分为向列型、近晶型、胆甾型三种不同的结构类型。具有超分子效应的NCC 也具备形成有序液晶相的条件，在发现纤维素悬浮液能够形成液晶相的几十年后，Revol 等才发现纤维素可以形成稳定的溶致手性向列型液晶相结构。硫酸水解得到的NCC 表面带有少量
准晶纳米晶非晶和液晶结构
准晶纳米晶非晶和液晶结构 首先是准晶结构，准晶是指具有部分有序和部分无序排列的结构。与晶体相比，准晶的原子排列稍微有一些规则性，但并不具备完全规则的晶体结构。准晶具有特定的旋转对称性，常见的准晶有五重轴对称结构、十重轴对称结构等。准晶具有比纯随机无序结构更多的规则性，具备一些晶体的性质，如有一些可预测的物理性质。 其次是纳米晶结构，纳米晶是指晶体的晶粒尺寸在纳米级别范围内的材料。晶体的晶粒尺寸在纳米级别时，由于晶界面面积相对较大，可以导致材料的物理、化学性质发生显著变化。与传统晶体相比，纳米晶材料具有更高的韧性、更优异的力学性能和更高的强度。纳米晶结构的材料还具有较高的表面能，有助于提高催化活性和电化学性能。 第三是非晶结构，非晶是指材料缺乏长程有序结构，具有完全无序的原子或分子排列。非晶结构没有明确的晶格，无法通过传统的晶体学方法来描述。非晶材料在玻璃、金属合金和一些塑料中广泛存在。非晶材料具有高硬度、高抗磨损性、良好的抗腐蚀性能和优异的电学性能。非晶结构的材料还具有较好的弹性形变能力和高温稳定性。 最后是液晶结构，液晶是介于固体和液体之间的新型物质状态。液晶材料在较低的温度下表现出有序排列的液体行为，同时又具备晶体的一些性质。液晶的分子在空间中呈现出有序排列的特点，可以形成不同的液晶相，如向列型液晶、扭曲向列型液晶等。液晶材料具有响应外界电场和温度的特性，在显示技术和光电器件等领域有广泛应用。 总之，准晶、纳米晶、非晶和液晶结构是材料科学中常见的四种晶体结构。每种结构具有独特的原子或分子排列方式和特性，对材料的性质和
应用有着重要的影响。通过研究和利用这些不同的结构，可以设计和制造出具有特定性能和功能的材料。
液晶显示屏的基本结构和原理
液晶显示屏的基本结构和原理 液晶显示屏是一种新型的电子显示装置，具有轻薄、省电、高清晰度等优点，已广泛应用于电子产品中。本文将介绍液晶显示屏的基本结构和原理，帮助大家更好地了解和使用液晶显示屏。 一、液晶显示屏的基本结构 液晶显示屏的基本结构包括液晶层、驱动电路和背光源三部分。 1. 液晶层 液晶层是液晶显示屏最核心的部分，由液晶分子组成。液晶分子是一种长而细的有机分子，具有自组装、有序排列等特性。液晶分子可以通过电场、光场等外界因素来改变它们的排列状态，从而实现液晶显示屏的显示效果。 液晶层一般由两片平行的玻璃基板组成，中间夹层一层液晶，形成液晶单元。液晶单元的厚度一般在几微米到几十微米之间，液晶分子的排列状态和电场的强度、方向有关。 2. 驱动电路 液晶显示屏的驱动电路是控制液晶分子排列状态的关键部分。驱动电路由控制器、扫描电路、数据电路等组成。控制器负责接收来自计算机或其他设备的信号，将信号转化为液晶显示所需的电信号。扫描电路负责按照一定的规律扫描液晶单元，使液晶分子排列状态发生变化。数据电路负责将控制器输出的数据信号传输到液晶单元中。 3. 背光源 液晶显示屏的背光源是提供光源的部分，用于照亮液晶单元。背
光源一般由白色LED灯组成，可以通过调节亮度和色彩来控制显示效果。 二、液晶显示屏的工作原理 液晶显示屏的工作原理是利用液晶分子的排列状态来实现显示 效果。液晶分子有两种排列状态：平行排列和垂直排列。当液晶分子平行排列时，光线无法通过，显示为黑色；当液晶分子垂直排列时，光线可以通过，显示为白色。通过控制液晶分子排列状态，可以实现不同颜色和亮度的显示效果。 液晶分子的排列状态可以通过电场来控制。当电场强度为0时，液晶分子呈现平行排列状态；当电场强度增加时，液晶分子会逐渐转向垂直排列状态。液晶显示屏的驱动电路就是利用这种原理来控制液晶分子排列状态的。 液晶显示屏的显示效果是通过背光源和液晶层共同实现的。背光源发出的光线经过液晶层后，会被液晶分子的排列状态所影响。液晶分子排列状态不同，对光线的透过程度也不同，从而实现了不同颜色和亮度的显示效果。 三、液晶显示屏的优点和应用 液晶显示屏具有轻薄、省电、高清晰度等优点，已广泛应用于电子产品中。液晶显示屏可以用于电视、电脑显示器、手机、平板电脑等各种电子产品中，成为现代电子产品不可或缺的组成部分。 1. 轻薄 液晶显示屏采用液晶分子来实现显示效果，不需要像CRT显示器
晶,多晶,非晶,微晶,无定形,准晶的区别
晶，多晶，非晶，微晶，无定形，准晶的区别 要理解这几个概念，首先要理解晶体概念，以及晶粒概念。我想学固体物理的或者金属材料的都会对这些概念很清楚！ 自然界中物质的存在状态有三种：气态、液态、固态 固体又可分为两种存在形式：晶体和非晶体 晶体是经过结晶过程而形成的具有规则的几何外形的固体；晶体中原子或分子在空间按一定规律周期性重复的排列。 晶体共同特点： 均匀性：晶体内部各个部分的宏观性质是相同的。 各向异性：晶体种不同的方向上具有不同的物理性质。 固定熔点：晶体具有周期性结构，熔化时，各部分需要同样的温度。 规则外形：理想环境中生长的晶体应为凸多边形。 对称性：晶体的理想外形和晶体内部结构都具有特定的对称性。 对晶体的研究，固体物理学家从成健角度分为： 离子晶体 原子晶体 分子晶体 金属晶体 显微学则从空间几何上来分，有七大晶系，十四种布拉菲点阵，230种空间群，用拓扑学，群论知识去研究理解。可参考《晶体学中的对称群》一书（郭可信，王仁卉著）。 与晶体对应的，原子或分子无规则排列，无周期性无对称性的固体叫非晶，如玻璃，非晶碳。一般，无定型就是非晶英语叫amorphous，也有人叫glass(玻璃态）. 晶粒是另外一个概念，搞材料的人对这个最熟了。首先提出这个概念的是凝固理论。从液态转变为固态的过程首先要成核，然后生长，这个过程叫晶粒的成核长大。晶粒内分子、原子都是有规则地排列的，所以一个晶粒就是单晶。多个晶粒，每个晶粒的大小和形状不同,而且取向也是凌乱的,没有明显的外形,也不表现各向异性,是多晶。英文晶粒用Grain表示，注意与Particle是有区别的。 有了晶粒，那么晶粒大小（晶粒度），均匀程度，各个晶粒的取向关系都是很重要的组织（组织简单说就是指固体微观形貌特征）参数。对于大多数的金属材料，晶粒越细，材料性能（力学性能）越好，好比面团，颗粒粗的面团肯定不好成型，容易断裂。所以很多冶金学家材料科学家一直在开发晶粒细化技术。
纳米晶结构特征及其材料性能研究进展
纳米晶结构特征及其材料性能研究进展 纳米技术是近年来备受关注的新型科技，纳米材料一般是由1～100nm之间的粒子组 成的。纳米晶是一类特殊的纳米粒子，由大量的随机取向的超微粒组成的具有规整原子排 列的纳米粒子，是单个粒子特征维度尺寸在1～100nm级的晶体材料，每个粒子都是结构 完整的小晶粒，相邻晶粒的取向关系是两个晶粒相对旋转加上平移而成的。纳米晶是介于 分子和凝聚态物质之间的一座桥梁。 一、纳米晶的结构特征 纳米晶内部结构的高度均一，使纳米晶成为构筑纳米有序结构材料极具潜力的结构单元，并且由于纳米晶的粒径处于纳米级别的尺度，使之具有小尺寸效应、表面效应、量子 尺寸效应、宏观量子隧道效应等一些特殊的物理效应。 1.小尺寸效应。纳米颗粒的尺寸与光波波长、传导电子的德布罗意波长及超导态的相 干波长或透射深度等物理特征尺寸相当或更小时，晶体周期性的边界条件将被破坏，非晶 态纳米微粒表面层附近原子密度减小，纳米颗粒表现出新的光、电、声、磁等体积效应， 其他性质都是此效应的延伸。 2.表面效应。纳米微粒表面原子与总原子数之比随纳米粒子尺寸的减小而急剧增大， 随着粒径减小，表面原子数迅速增加，微粒的比表面积、表面能及表面结合能都迅速增大。由于表面原子数的增多，原子配位不足，导致纳米微粒表面存在许多悬键，表面活性很高，极不稳定，同时也引起表面原子电子自旋构象和电子能谱的变化。 3.量子尺寸效应。当粒子尺寸下降到某一值时，金属材料的费米能级附近的电子能级 由准连续变为离散，而半导体材料则能隙变宽，以及由此导致的不同于宏观物体的光、电 和超导等性质。具体到不同的半导体材料，其量子尺寸是不同的，只有半导体材料的粒子 尺寸小于量子尺寸，才能明显地观察到量子尺寸效应。 4.宏观量子隧道效应。宏观量子隧道效应是基本的量子现象之一，即当微观粒子的总 能量小于势垒高度时，该粒子仍能穿越这一势垒。量子尺寸效应、隧道效应将会是未来电
液晶的结构类型
液晶的结构类型 导言 液晶是指在温度介于晶体和液体之间时呈现出双折射性质的有机物质，被广泛应用于各种显示技术中。液晶的结构类型对其性能和应用领域具有重要影响。本文将介绍液晶的结构类型，并对其特点进行详细探讨。 二级标题1：向列型液晶 三级标题1：嵌段液晶 嵌段液晶是一种特殊的向列型液晶，具有固定的层间距，并且分子在层内呈现有序排列。嵌段液晶的分子通常由两个或多个不同的部分组成，具有不同的亲疏水性质。这些部分在溶液中会形成亲疏水分离的区域，从而使液晶分子在层间形成有序的排列。 嵌段液晶的层间距可通过调节亲疏水分离的区域长度来控制，从而实现液晶的对称性和性能调控。例如，通过改变嵌段液晶中亲水部分和疏水部分的比例，可以调节液晶的层间距和相变温度。因此，嵌段液晶在液晶显示技术中具有广泛的应用前景。 三级标题2：非对映液晶 非对映液晶是一种向列型液晶，其分子不具有手性（旋光性）。这意味着非对映液晶的分子可以在液晶态中自由旋转而不会引起旋光现象。非对映液晶的旋转自由度使其在液晶显示技术中具有重要的应用价值。 非对映液晶的结构通常由具有较长刚性侧链或柔性侧链的分子组成。这些侧链能够增加分子的排列能力，并提高液晶的致密性和稳定性。非对映液晶的分子结构可以通过合成和调控侧链的长度、类型和取向来实现，从而实现液晶的性能优化。
二级标题2：营养型液晶 三级标题3：扭曲向列型液晶 扭曲向列型液晶是一种具有周期性的扭曲结构的液晶相。在扭曲向列型液晶中，液晶分子在层间呈现螺旋状排列，形成类似螺旋桨的结构。该结构可以通过调节液晶分子的形状和相互作用强度来实现。 扭曲向列型液晶由于其特殊的结构和性能，在液晶显示技术中得到广泛应用。例如，扭曲向列型液晶可以用于制备宽视角和高亮度的液晶显示器。此外，扭曲向列型液晶还可以用于制备反射式和透射式的液晶显示器，以满足不同应用需求。 三级标题4：色调光栅向列型液晶 色调光栅向列型液晶是一种特殊的向列型液晶，其层间结构中引入了光栅结构。色调光栅向列型液晶可以通过调节光栅结构的参数，实现对光的极化状态和透射光谱的调控。 色调光栅向列型液晶常被应用于液晶显示技术中的色彩滤光器和太阳能电池等领域。通过调整色调光栅向列型液晶的层间结构和电场驱动条件，可以实现对显色性能和能量转换效率的优化，从而提高液晶显示器的色彩饱和度和太阳能电池的光电转换效率。 二级标题3：色散型液晶 三级标题5：反射型色散型液晶 反射型色散型液晶是一种特殊的色散型液晶，其分子在液晶态时可以实现颜色的显示和调控。反射型色散型液晶通常由具有反射性能的金属或介电层结构构成，通过调节电场的作用，实现对反射颜色的控制。 反射型色散型液晶由于其低功耗和高色彩饱和度的特点，在液晶显示技术中得到广泛应用。例如，在电子纸和电子墨水显示器中，反射型色散型液晶可以实现高对比度和较低的功耗，从而提高显示效果和续航能力。
液晶及其奇异特性一、液晶的结构液晶是介于液态与结晶态之间的一种
液晶及其奇异特性 一、液晶的结构 液晶是介于液态与结晶态之间的一种物质状态。它除了兼有液体和晶体的某些性质（如流动性、各向异性等）外，还有其独特的性质。对液晶的研究现已发展成为一个引人注目的学科。 液晶材料主要是脂肪族、芳香族、硬脂酸等有机物。液晶也存在于生物结构中，日常适当浓度的肥皂水溶液就是一种液晶。目前，由有机物合成的液晶材料已有几千种之多。由于生成的环境条件不同，液晶可分为两大类：只存在于某一温度范围内的液晶相称为热致液晶；某些化合物溶解于水或有机溶剂后而呈现的液晶相称为溶致液晶。溶致液晶和生物组织有关，研究液晶和活细胞的关系，是现今生物物理研究的内容之一。 液晶的分子有盘状、碗状等形状，但多为细长棒状。根据分子排列的方式，液晶可以分为近晶相、向列相和胆甾相三种，其中向列相和胆甾相应用最多。 图1 近晶相液晶分子排列示意图 1. 近晶相液晶 近晶相液晶分子分层排列，根据层内分子排列的不同，又可细分为近晶相A、近晶相B等多种，图1所示为近晶相液晶的一种。由图可见，层内分子长轴互相平行，而且垂直于层面。分子质心在层内的位置无一定规律。这种排列称为取向有序，位置无序。 近晶相液晶分子间的侧向相互作用强于层间相互作用，所以分子只能在本层内活动，而各层之间可以相互滑动。 2. 胆甾相液晶
胆甾相液晶是一种乳白色粘稠状液体，是最早发现的一种液晶，其分子也是分层排列，逐层叠合。每层中分子长轴彼此平行，而且与层面平行。不同层中分子长轴方向不同，分子的长轴方向逐层依次向右或向左旋转过一个角度。从整体看，分子取向形成螺旋状，其螺距用p 表示，约为0.3μm ，如图2所示。 3. 向列相液晶 向列相液晶中，分子长轴互相平行，但不分层，而且分子质心位置是无规则的，如图3所示。 图2 胆甾相液晶分子排列示意图 图3 向列相液晶分子排列示意图 二、液晶的光学特性 1. 液晶的双折射现象 一束光射入液晶后，分裂成两束光的现象称为双折射现象，如图4所示。 图4 液晶的双折射 双折射现象实质上表示液晶中各个方向上的介电常数以及折射率是不同的。通常用符号//ε和⊥ε分别表示沿液晶分子长轴方向和垂直于长轴方向上的介电常数，并且把⊥>εε//的液晶称为正性液晶，或P 型液晶；而把⊥<εε//的液晶称为负性液晶，或N 型液晶。
液晶科学中的液晶分子结构与性质
液晶科学中的液晶分子结构与性质液晶分子作为现代液晶科学的基础单元，其结构与性质对液晶 技术的研究与应用具有重要意义。液晶分子的结构特点及其相互 作用方式，对液晶的物理性质和结构特征产生影响。本文将详细 介绍液晶分子结构与性质的相关知识，为液晶科学技术的进一步 推进提供理论支持。 1、液晶分子的结构特点 1.1、刚性锥型分子结构 液晶分子通常由一个刚性分子核、长的侧翼或相连的基团以及 亲水基团等组成。其中，刚性分子核是构成液晶分子的核心部分，其结构通常为锥形、棒状或盘状等。 以锥形分子为例，其分子基团呈V形分布，两个基团在连接的 顶部形成一个尖锐的角度，因此具有较高的对称性。锥形分子的 结构形状对晶体形成和相变具有重要影响，具体讨论参见后文。 1.2、互相堆积排列
液晶分子通常通过各种无序、有序的排列方式形成自组装的液晶相，其中互相井排列的方式是最常见的。在液晶相中，液晶分子的结构和排列方式都是高度有序的，形成了坐落在液晶晶格点上的大规模分子排列。分子之间的相互作用和排列方式对于液晶的稳定性和物理性质产生了重要影响。 2、液晶分子的相互作用 2.1、分子之间的范德华力 分子之间的范德华力，也称作弱相互作用力，是液晶分子之间常见的化学作用方式。通常情况下，液晶分子之间的范德华力趋向于互相排斥，但在一些情况下，这种力会导致分子之间相互吸引，形成稳定的堆积结构。 2.2、分子间的氢键 氢键是化学中特殊的化学键，是一些液晶分子中存在的一种相互作用力。当分子中含有相互按照一定作用方式排列的羟基、醛
基、氨基等化学官能团时，分子之间会形成氢键。液晶分子中的 氢键是液晶形成的重要因素之一。 2.3、电荷间的相互作用 分子之间由于分子的极性或电性产生的相互作用称为静电相互 作用。在液晶分子中，通常载有正负电荷的部分会互相吸引，导 致分子之间的排列方式形成亲向或排斥性等特殊的结构。 3、液晶分子对液晶物性的影响 3.1、液晶相的稳定性 液晶分子的结构与排列方式在液晶相的形成中起着重要的作用。液晶分子之间的相互作用方式会影响液晶相的结构和稳定性。比如，对于某些具有锥形分子核的液晶分子，由于尖锐的角度能够 阻碍分子之间的排列，因此形成了比较稳定的液晶相。 3.2、液晶物性特征
金属材料的非晶态与纳米晶态
金属材料的非晶态与纳米晶态金属材料是工业生产中最重要的材料之一，其特殊性能和优异的物理力学性能已经被广泛应用于各个领域。随着人们对材料性能的要求越来越高，金属材料的非晶态和纳米晶态也逐渐引起人们的关注。本文将探讨金属材料的非晶态和纳米晶态的概念、制备方法以及应用前景。 一、非晶态金属材料 非晶态金属材料是一种具有非晶结构的材料，其原子排列没有规则的长程周期性。它的金属原子是以一种无序排列的方式分布于空间中的，因此称为“非晶态”。它是介于晶态和液态之间的一种结构状态。 一般来说，非晶态材料由高温下迅速冷却而成，这个过程被称为快速凝固或淬火。这种材料的熔点相对较高，可以达到晶态材料的熔点，但其热膨胀系数小，机械性能优异，导电性能良好。因此，在很多领域都具有广泛的应用前景。
制备非晶态金属材料的方法有很多种，比如快速凝固法、气冷快速凝固法、感应熔化法、电子束辐照法等等。其中，最常用的就是快速凝固法，这种方法可以制备出大面积、高稳定性的非晶态金属材料，并且可以制备出很多种不同的金属和合金。例如，Fe-Si、Fe-Co、Fe-Ni-Cr、Zr-Cu-Ni-Al等合金都可以用快速凝固法制备。 另外，非晶态金属材料的制备技术也在不断发展和改进中。例如，现在已经出现了一种叫做“烷基辅助快速凝固法”的新方法，该方法利用烷基分子作为快速凝固材料，可以获得非常高的凝固速度和均匀度，从而获得更好的非晶态金属材料。 二、纳米晶态金属材料 纳米晶态金属材料是一种由纳米晶组成的材料，其晶粒尺寸一般小于100纳米，因此也被称为“纳米材料”。这种材料相比于普通金属材料具有更好的力学性能、电学性能、热学性能和光学性能等等，可能成为未来各种领域的重要材料。 目前制备纳米晶态金属材料的方法有很多种，包括机械碾磨、高温球磨、溶液化学合成、气相合成等等。其中，机械碾磨和高
纳米材料和纳米结构
纳米材料和纳米结构 1.纳米微粒尺寸的评估 在进行纳米微粒尺寸的评估之前，首先说明如下几个基本概念： （1）关于颗粒及颗粒度的概念 （i）晶粒：是指单晶颗粒，即颗粒内为单相，无晶界。 （ii）一次颗粒：是指含有低气孔率的一种独立的粒子，颗粒内部可以有界面，例如相界、晶界等。 （iii）团聚体：是由一次颗粒通过表面力或固体桥键作用形成的更大的颗粒。团聚体内含有相互连接的气孔网络。团聚体可分为硬团聚体 和软团聚体两种。团聚体的形成过程使体系能量下降。 （iv）二次颗粒：是指人为制造的粉料团聚粒子。例如制备陶瓷的工艺过程中所指的“造粒”就是制造二次颗粒。 纳米粒子一般指一次颗粒，它的结构可以是晶态、非晶态和准晶，可以是单相、多相结构。只有一次颗粒为单晶时，微粒的粒径才与晶粒尺寸（晶粒度）相同。 （2）颗粒尺寸的定义对球形颗粒来说，颗粒尺寸（粒径）是指其直径。对不规则颗粒，尺寸的定义常为等当直径，如体积等当直径、投影面积直径等。 粒径评估的方法很多，这里仅介绍几种常用的方法。 A 透射电镜观察法 用透射电镜可观察纳米粒子平均直径或粒径的分布。 该方法是一种颗粒度观察测定的绝对方法，因而具有可靠性和直观性。首先将那米粉制成的悬浮液滴在带有碳膜的电镜用Cu网上，待悬浮液中的载液（例如乙醇）挥发后，放入电镜样品台，尽量多拍摄有代表性的电镜像，然后由这些照片来测量粒径。测量方法有以下几种：（i）交叉法：用尺或金相显微镜中的标尺任意的测量约600颗粒的交叉长度，然后将交叉长度的算术平均值乘上一统一因子（1.56）来获得平均粒径；（ii）测量约100个颗粒中每个颗粒的最大交叉长度，颗粒粒径为这些交叉长度的算术平均值。（iii）求出颗粒的粒径或等当半径，画出粒径与不同粒径下的微粒数的分布图，将分布曲线中峰值对应的颗粒尺寸作为平均粒径。用这种方法往往测得的颗粒粒径是团聚体的粒径，这是因为在制备超微粒子的电镜观察样品时，首先需用超声波分散法，使超微粉分散在载液中，有时候很难使它们全部分散成一次颗粒，特别是纳米粒子很难分散，结果在样品Cu网上往往存在一些团聚体，在观察时容易把团聚体误认为是一次颗粒。电镜观察法还存在一个缺点就是测量结果缺乏统计性，这是因为电镜观察用的粉体是极少的，导致观察到的粉体的粒子分布范围并不代表整个粉体的粒径范围。 B X射线衍射线线宽法（谢乐公式） 电镜观察法测量得到的是颗粒度而不是晶粒度。X射线衍射线宽法是测定颗粒晶粒度的最好方法。当颗粒为单晶时，该法测得的是颗粒度。颗粒为多晶时，测得的是组成单个颗粒的单个晶粒的平均晶粒度。这种测量方法只适用晶态的纳