间歇和连续微波干燥对木材内蒸汽压力与温度变化的影响

对间歇和连续微波干燥过程中木材内部温度、蒸汽压力的变化以及二者相互关系进行探索.结果表明:木材在连续微波干燥过程中,温度的变化大致分为快速升温段、恒温段和后期升温段;微波辐射功率增加,升温速度加快,恒温段温度提高,时间缩短;内裂通常在高含水率木材高功率连续加热时出现;在木材温度上升到100℃之后,适当减少微波功率输入,或采用间歇输入微波能的方法可有效避免内裂的发生;炭化通常出现在木材干燥后期.适当控制木材中含水率,避免过低,减少微波能输入或采用间歇输入微波能的方法,可有效防止木材炭化.     

马尾松木材微波脱脂工艺研究

系统研究了微波功率密度、辐射时间和木材初含水率(MC)对马尾松木材脱脂率的影响规律。结果表明,脱脂率随微波功率密度的增大和辐射时间的延长而增加,随初含水率的增加呈先增后减的趋势。优化脱脂工艺为:微波功率密度4 000 kW/m~3、微波辐射5 min、试件初含水率约80%,马尾松木材的脱脂率达56.24%,且试件内外层脱脂率无显著差别。     

微波干燥与常规干燥中木材内含水率动态分布

以黑胡桃木材为对象,采用X射线扫描含水率分布测试方法,分析、比较了微波干燥与常规热风干燥过程中木材内部含水率动态分布规律.结果表明:在微波干燥和常规热风干燥过程中,木材内层含水率均高于表层,存在着整体性的内高外低的含水率梯度场;在接个微波干燥过程中,木材内部虽然出现了部分内层含水率低于外层的情况,存在着含水率分布的局部不均匀,但并未出现与常规热风干燥相反的含水率梯度;在微波干燥中,木材内部各层与表层含水率的差值随着干燥时间的延长逐渐降低.随着干燥过程的进行,常规热风干燥中木材芯层与表层含水率差呈现出先增加后减小的变化趋势.     

马尾松锯材常压过热蒸汽干燥脱脂特性研究

以速生马尾松锯材为研究对象,采用常压过热蒸汽对其进行干燥脱脂一体化处理,系统研究了干燥脱脂过程中马尾松木材内部温度及含水率变化规律,讨论了过热蒸汽温度对锯材干燥速率、干燥质量、颜色、表面溢脂及微观构造的影响规律。结果表明:过热蒸汽干燥脱脂过程中,锯材内部温度及含水率变化可分为快速升温加速干燥段、恒温恒速干燥段和升温减速干燥段三个阶段,干燥速率介于0.14~0.26%/min,过热蒸汽温度对干燥速率影响非常显著;过热蒸汽干燥脱脂材可达到锯材干燥质量指标二级以上标准,与常规干燥材相比,发生的表裂缺陷少,140℃时出现内裂缺陷;过热蒸汽干燥脱脂处理对木材颜色的影响不显著;过热蒸汽干燥材表面不发生溢脂,达到一级脱脂松木锯材标准;过热蒸汽干燥处理破坏了树脂道内的薄壁细胞,处理后的树脂道内残存有固态松香。     

扫描电镜下降香黄檀木材构造的研究

利用扫描电镜对降香黄檀Dalbergia odorifera T.Chen木材的组织构造进行了系统分析,重点分析了不同类型细胞的纹孔的典型特征。降香黄檀木材导管壁上的纹孔为互列式,附物非常丰富;轴向薄壁细胞壁上为单纹孔,个体较大而数量较小,成组聚集分布,3~5个一组呈猫爪或花瓣状。木材纵切面上,轴向薄壁组织中常见似"分室含晶细胞",但经X-射线能谱仪分析表明,这种"分室含晶细胞"中的块状物并不是传统认为的草酸钙等无机盐物质,其主要组成元素为碳和氧,由此可初步认定这种似"分室含晶细胞"中的块状物为树胶类物质。     

木材的软化处理与弯曲技术

木材从力学角度上看是一种弹性材料,在结构上呈多孔状,木材的这个特性,可以使其弯曲。但是如果要攀得较小的弯曲曲率半径,应在弯曲之前对木材进行软化,增大木材的塑性。木材经软化处理后,在顺纹压力的作用下,细胞壁中微纤维之间产生滑移,导致细胞壁的壁层纵向产生褶皱;木材在弯曲力矩的作用下,弯曲时的受压面形成褶皱,受拉面形成展皱,便可获得较小的弯曲曲率半径。1.木材弯曲的原理木材弯曲时,以中性层为分界形成凹凸两面,在凸面产生拉伸应力,使凸面木材有不同程度的伸长;凹面产生压缩应力,使凹面木材有不同程度的压缩,其应力分布是由表面向…     

针叶材在超细粉碎过程中细胞壁断裂的理论计算

将针叶材的超微结构破坏分为细胞壁间分离和细胞壁断裂两种形式。在制备其超细木粉过程中,涉及到针叶材细胞的破壁力计算时,提出以细胞壁中存在大量的原生细观缺陷作为已存在的裂纹,将单一细胞壁看作是带有裂纹体受拉应力的平板,利用弹塑性断裂力学中J积分与积分路径无关这一常数的性质,避开裂纹尖端的弹塑性区域进行理论计算,应用J积分与应力强度因子在平面应力下的关系,计算出针叶材细胞壁断裂韧性的大小,并将不同针叶树种的木材细胞断裂韧性数值与其相应的细胞壁抗拉强度实验结果相比较,得出以此理论计算木材细胞断裂韧性值较为合理,表明利用J积分计算木材细胞壁断裂韧性这一方法是可行的。     

木材多尺度结构差异对其破坏影响的研究进展

木材多尺度结构主要包括纳米级高分子结构、微米级细胞壁多层结构和毫米级生长轮结构。纳米级高分子结构中三大素(纤维素、半纤维素和木质素)性质各异,微米级细胞壁多层结构中细胞壁各层三大素含量和微纤丝角不同,毫米级生长轮结构中细胞类型、大小和排列方向存在差异,这些结构差异均会导致多尺度结构单元之间的力学性质各异。木材破坏过程主要包括初始裂纹萌生和裂纹扩展,裂纹萌生和扩展主要由木材不同尺度单元间结构和力学性质的差异以及木材内部缺陷的不规则演化决定。本研究综述木材不同尺度单元间的结构和力学性质差异,并分析结构差异对木材破坏的影响。同时,提出今后有关木材多尺度结构差异对其破坏影响研究的几点建议:1)深入解译木材微纳结构的性质差异,研究木材三大素的排列取向规律以及木材不同化学组分对外部载荷的响应差异,揭示壁层内三大素的变形机制;研究细胞壁各层化学组分分布以及微纤丝取向不同导致的力学性能差异,分析外载荷作用下各壁层之间存在的应力传递规律; 2)研究不同载荷作用下木材生长轮结构和细胞壁结构的裂纹萌生和扩展规律,精准定位木材破坏过程中不同尺度结构的裂纹萌生位置,区分裂纹在不同木材组织内部扩展时破坏断面的细胞破坏模式; 3)借助有限元分析等理论方法,研究木材不同尺度单元间结构差异对木材生长轮结构和细胞壁结构上应力分布规律和应力集中位置的影响,揭示木材多尺度结构差异对木材破坏的影响机制。     

欧美杨107杨生长应变与木材解剖特征和干缩性质之间的关系

选取正常生长和偏心生长欧美杨107杨为研究材料,测试其表面轴向生长应变,并测定应变测试位置处木材的纤维形态和干缩性质,分析应变与木材性质之间的关系.结果表明:1)随着生长应变数值的增加,正常生长立木纤维长度、胞腔径、长宽比、径向全干干缩率、弦向全干干缩率出现微弱的下降趋势,而纤维宽度、双壁厚、壁腔比、轴向全干干缩率出现微弱的上升趋势,正常生长立木生长应变与所有纤维形态指标和干缩性指标之间的相关系数均不显著;2)随着生长应变数值的增加,偏心生长立木双壁厚、长宽比、径向全干干缩率、弦向全干干缩率、轴向全干干缩率出现较快的下降趋势,而纤维宽度、胞腔径同时出现较快的上升趋势,纤维长度出现微弱的上升趋势,偏心生长立木生长应变与双壁厚、轴向全干干缩率、径向全干干缩率、弦向全干干缩率、壁腔比、弦向全干干缩率、长宽比的负相关关系显著,与腔径、纤维宽度的正相关关系显著,与纤维长度之间相关系数不显著;3)对于不含应拉木正常生长的立木,其生长应力与木材纤维形态和木材干缩性质之间关系较为微弱;对于含应拉木偏心生长的立木,由于应拉木材性与正常木之间的差别,其生长应力与多数木材纤维形态指标和木材干缩性质指标之间关系较为紧密.     

木材脱脂研究现状分析

有脂木材未进行脱脂处理会造成树脂渗出,从而影响木制品的油漆性能,因此木材脱脂技术在木材工业中起着重要作用。本文通过对比分析有脂材的脱脂方法得知:1)目前研究最多的脱脂方法是高温汽蒸法与碱液法,前者应用较成熟,后者脱脂率较高;2)脱脂研究最多的树种是松科的马尾松与兴安落叶松,而柏木脱脂研究稀少。根据现有的脱脂工艺研究基础与柏木结构特征,本文提出了柏木脱脂研究的若干建议,以期为其提供参考。