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液晶态物质润滑 提纲 提纲 液晶及其分类方法 液晶：指处于“中介相”(mesophase) 状态或称介晶态的物质,它一方面具有象液体一样的流动性和连续性,另一方面又具有象晶体一样的各向异性。 按形成的物理条件和组分来分，液晶可分为热致液晶（Thermotropic LC)和溶致液晶(Lyotropic LC)。 一般为单一组分化合物 液晶相由温度变化引起，并且只在一定温度范围内存在。 由表面活性剂和溶剂（通常为水）组成。 液晶相由表面活性剂的浓度变化引起。浓度在临界胶束浓度（CMC）以上，将出现液晶双层结构。 热致液晶 向列相 向列相（丝状相）：分子不排列成层，能上下左右、前后滑动，只在分子长轴方向上保持相互平行或近于平行。 取向有序性：分子之间彼此制约从而表现 出一定的取向。 近晶相 近晶相（层状相）：分子排列成层，层内分子长轴相互平行，其方向垂直于层面，或与层面成倾斜排列。 位置有序性：分子虽然有振动但被限制在一定位置。 胆甾相 胆甾相（手征丝状相或螺旋相）： 液晶分子呈扁平形状，排列成层， 层内分子互相平行，分子长轴平 行于层平面，不同层的分子长轴 方向稍有变化，沿层的法线方向 排列成螺旋状结构。 三种相态间的转变 液晶分子结构特点 提纲 液晶润滑研究历史及现状 1981年，Barchan在对骨关节液、鱼鳞的粘液、血液研究中发现当这些物质处于液晶态时，均有非常好的润滑特性。 液晶润滑性能 润滑工况对润滑介质的要求：高承载能力和低剪切阻力。 石墨的层状结构的启示。 液晶分子润滑： 1. 垂直运动方向上长程有 序， 有抗压性；平行运动方向，粘度低。 2.通过外界电场或磁场强化液晶态的各项异性，从而控制润滑介质粘度来实现摩擦学主动控制。 液晶分子的润滑优点 压力对液晶润滑的影响 温度对液晶润滑的影响 取向诱导剂与液晶润滑性能 表面形貌与液晶润滑 液晶低速下的成膜能力Ⅰ 液晶低速下的成膜能力Ⅱ 液晶润滑展望 参考文献 1. Biresaw, G. (ed.): Tribology and the Liquid Crystalline State,ACS Symposium Series, Washington (1990) 2. Mori, S., lwata, H.: Relationship between tribological performanceof liquid crystals and their molecular structure. Tribol. Int.29(1), 35–39 (1996) 3. Bermudez, M.-D., Martinez-Nicolas, G., Carrion-Vilches, F.-J.: Tribological properties of liquid crystals as lubricant additives.Wear 212, 188–194 (1997) 4. Wazynska, B., Okowiak, J.A.: Tribological properties of nematicand smectic liquid crystalline mixtures used as lubricants. Tribol.Lett. 24(1), 1–5 (2006) 5. J. Molenda* and M. Makowska, Tribochemical behaviour of the selected mesogenic additive in n-hexadecane, Tribology Letters, 21. (1)( 2006) 6. Shen, M.W.; Luo, J.B.; Wen, S.Z.; Yao, J.B. Investigation of the liquid crystal additivinfluenceon film formation in nano scale. Lubr. Eng. 2002, 58, 18-23. 参考文献 7. Shen, M.W.; Luo, J.B.; Wen, S.Z.; Yao, J.B. Nano-tribological properties