木基金属复合材料的研究进展

鉴于木材资源的有限性，限制对林木资源的砍伐迫在眉睫，因而，提高木材资源的高效利用显得尤为关键。基于木材固有的孔道结构和金属固有特性，木基金属复合材料可实现高效利用木材资源。本研究概述了木材和金属复合的发展进程、制备方法，以及其在抗静电、储能和疏水方面的最新研究成果及木基金属复合材料在L和X波段的电磁屏蔽性能。最后分析了木基金属复合材料的不足，展望了磁性木材在电磁屏蔽性能与棒状中空材料降解重金属离子的发展前景。     

杨木单板/铜复合电磁屏蔽材料的制备及性能研究

为了提高木材-金属铜复合材料的电学性能,本试验以杨木旋切单板为基材,利用化学镀技术,在经过精细化预处理的杨木单板表面沉积金属铜单质。主要研究了化学镀液pH值、镀液各组分相对浓度和镀液温度对于铜单质沉积量和杨木单板表面导电性能的关系,确定了理想的的化学镀铜工艺,研究了复合材料的电磁屏蔽性能。     

粉煤灰磁粉表面化学镀铜的研究

粉煤灰磁粉是热电厂生产过程产生的固体废弃物粉煤灰中的一种成分,由于其有内在的磁性和微导电性,通过表面金属化后,能用于制备电磁屏蔽和吸波材料。笔者采用置换反应法在粉煤灰空心磁粉表面进行了化学镀铜的研究。扫描电镜(SEM)和能谱(EDX)分析结果表明,该化学镀方法能在其表面获得良好性能的金属镀层。     

木材的化学镀研究

木材是重要的再生资源 ,化学镀的木材可以具有良好的导电性和装饰性 .为了使化学镀这一金属加工技术更好地应用于木材行业 ,提高木材的利用率和使用价值 .该文归纳、分析了木材化学镀的理论基础和国内外的研究现状 ,提出了木材化学镀需要进一步研究的一些问题 ,指出木材化学镀是木材表面改性和开发电磁波屏蔽、抗静电等新型木质复合材料的有效途径之一 .     

响应面法优化木材表面连续化学镀铜/镍工艺

为了探究木材表面化学镀的影响因素,先对杨木单板进行连续化学镀铜,再连续化学镀镍,进而制备理想木基金属复合材料。在单因素试验的基础上,以镀层粗糙程度为指标,采用响应面法优化化学镀的工艺条件。结果表明:单次化学镀镍时间为20 min、化学镀镍4次,化学镀铜3次时,木材表面所得Cu/Ni镀层表面线粗糙度Ra为4.091μm。分析结果验证了利用响应面法分析结果可靠,获得了木材表面复合镀层粗糙程度的理想制备工艺条件。     

化学镀铜杨木单板的导电性与电磁屏蔽效能分析

为了给电热式化学镀铜地热地板研究提供参考,对化学镀铜杨木单板的导电性与电磁屏蔽效能进行测试,分 析镀层厚度与吸收损耗、反射损耗、趋肤效应的关系。结果表明:镀铜杨木单板屏蔽效能主要以反射损耗为主,属 于反射型电磁屏蔽材料;表面电阻率随镀层厚度的增加呈减小趋势,横纹方向的表面电阻率是顺纹方向的3 倍左 右;频率越高,电磁波在镀铜层中传导时的趋肤深度越小,通过计算趋肤深度确定化学镀铜层的厚度,可以节省镀 铜时间并节约成本。      

木纤维/铁丝网复合中密度纤维板

重点研究了不同目数的铁丝网和木纤维压制具有电磁屏蔽效能的复合中密度纤维板的生产工艺。结果表明,采用异氰酸酯涂刷铁丝网,可显著改善复合中密度纤维板的胶合性能,其胶合强度可以达到国家标准的要求。铁丝网的层数对复合中密度纤维板的电磁屏蔽效能影响显著,铁丝网在复合板中的放置位置对复合板的电磁屏蔽效能影响较显著,复合中密度纤维板双表面放置铁丝网时其电磁屏蔽效能可达到60dB以上。     

填缝型微波膨化木基金属复合材料制备及其性能表征

  目的  以高能微波处理后的木材增值利用为研究目标,制备填缝型微波膨化木基金属复合材料（WMC）,为微波处理人工林实木增值利用提供参考。  方法  采用抽真空浸渍方法,以锡铋低熔点合金和辐射松微波膨化木为原料,制备填缝型WMC,通过扫描电镜、能谱分析、计算机层析成像、动态热机械分析、热重分析、差示扫描量热分析、X射线衍射分析、红外光谱等测试技术,表征和分析WMC的微观形貌、热稳定性、表面接触角等性能。  结果  锡铋合金填充在微波膨化木的缝隙处,与木材形成“机械互锁”方式的啮合结构,使其在缝隙处紧密结合,提高了界面结合强度。WMC中锡和铋的质量分数分别为25.97%和31.13%,计算机层析扫描图像重构了锡铋合金在WMC中的空间分布位置,实现了WMC可视化的三维渲染,展示了其独特的纹理。WMC与基材相比具有更高的贮存模量、损耗模量和残炭量,热稳定性得到提高。WMC未出现新的酯类、醚类等官能团特征峰,晶体结构未受到破坏,结晶度呈现上升趋势,由基材的25.9%增加至38.6%。60 s时接触角比基材提高了172%,疏水性显著提高。  结论  本研究制备了填缝型微波膨化木基金属复合材料,观察与模拟了锡铋合金在微波膨化木中的分布,表征了其热稳定性与表面接触角等性能,为基于高能微波处理木材研制新型木质产品提供了新思路。      

木材纤维/铜纤维复合中密度纤维板

试验分析了铜纤维的施加比例对木材纤维／铜纤维复合中密度纤维板物理力学性能和电磁屏蔽效能的影响。结果表明，铜纤维的施加比例对复合中密度纤维板的力学性能影响显著，在木材纤维／铜纤维混合原料中施加一定量的异氰酸酯胶，可显著改善复合中密度纤维板的胶合性能，其胶合强度可以达到国家标准的要求。铜纤维施加比例对复合中密度纤维板的电磁屏蔽效能影响显著，铜纤维在中密度纤维板中的复合位置对电磁屏蔽效能影响较显著，当中密度纤维板双表面复合铜纤维且施加比例为3时其电磁屏蔽效能可达到60dB以上。     

梯形板胶合木的制造方法

胶合木，也被称为集成材，是一种质量比高、外形美观、可拆卸性好的技术复合材料，是一种常见的木质建筑材料。胶合材借助各种工具制成梯形板胶合木，极大的解决了木材质量差的问题，保持了木材的质感，克服了寻常木材在使用过程中容易变形、开裂等缺陷。梯形胶合板的主要优点是提高了木材的利用率，强度性能好，材料均匀。     

镀液组成对木材化学镀镍金属沉积速率的影响

为了确定镀液组成对木材化学镀镍金属沉积速率的影响，本文用点滴法加入镀液的方法进行了木材化学镀镍实验，分析了木材化学镀镀镍镀液的主盐浓度、还原剂浓度、络合剂浓度等对金属镍沉积速率的影响，从而得出木材化学镀镍比较理想的镀液组成。这对于利用化学镀镍这一金属加工技术对木材进行化学镀，对进一步研究木材与金属的复合以及开发功能性木质复合材料具有重要的实际意义。     

Fe、Zn粉末强化木陶瓷的制备

以木纤维为原料,对其进行酚醛树脂浸渍处理,与强化材料Fe或Zn粉末复合,然后高温烧结,制造强化木陶瓷.强化材料的添加使产品保留率增加.添加木纤维质量18%的Fe金属粉末,产品的硬度由8.45 MPa提高到了13.60 MPa.采用Zn金属粉末时,产品的硬度提高到9.80 MPa.耐磨性及电磁屏蔽性能均有明显提高,而抗拉强度、抗压强度提高不明显,甚至有些下降.采用不同金属粉末复合有不同的效果.微观结构分析表明,添加的Fe元素大部分以较大的颗粒状存在于样品中,未能均匀分布.     

木材化学镀镍的镍活化工艺对镀层均匀度的影响因素分析

为了确定镍活化工艺在木材化学镀镍活化过程中的可行性,本文分析了活化液的镍盐浓度、还原剂浓度、酸和碱的浓度以及活化时间等对活化后木材表面镀镍层均匀度的影响,从而得出木材化学镀镍比较理想的活化液组成和活化工艺,这对于在木材化学镀镍领域开展非贵金属活化新工艺的进一步研究有重要的意义。     

木材化学镀镍老化镀液的再生与回用

采用可溶性钙盐沉淀去除施镀木材的化学镀镍废液中的亚瞵酸根离子,再用氟化物去除残余的钙离子。主要研究了pH值、钙离子与亚磷酸根的浓度比、处理温度和时间对亚磷酸根去除率的影响。采用再生处理后的镀液施镀木材,可以得到具有良好导电性和电磁屏蔽性能的镀层。     

以Cu颗粒强化导热的木质基复合相变储热材料性能研究

  目的  高导热的填料虽然能够提升木质基复合相变储热材料的储放热速率,但存在的易团聚现象无法使其均匀分散于材料内部。本研究旨在利用溶液还原法,由内而外地在轻木基体内原位生成单分散的金属铜颗粒,为提高木质基复合相变储热材料的储放热性能探索绿色、经济的道路。  方法  首先利用酸性亚氯酸钠溶液对轻木进行脱木素处理以提高其对相变材料的封装效率。然后利用CuSO₄溶液与抗坏血酸溶液在脱木素轻木内利用溶液还原法多次循环制备单分散金属Cu颗粒,并将反应完全后的轻木利用真空浸渍法与石蜡（PW）制备具有Cu颗粒强化导热的木基复合相变储热材料。采用场发射电子显微镜（SEM）、红外光谱分析（FTIR）、X射线衍射仪（XRD）、差式扫描量热仪（DSC）、导热系数测试仪和温度巡检仪对材料的微观、结晶、化学结构及储放热性能进行评价。  结果  轻木经脱木素处理后其对石蜡的封装效率从64.9%提升至了82.6%。经过抗坏血酸对Cu2+的还原作用,在轻木基体内原位制造出了Cu。然而循环次数过少,Cu不能均匀地分布在木材基体内,而过多的循环次数则会过量地影响轻木对相变材料的封装效果;其中3次的循环次数最为合适,以此所制备的复合相变储热材料导热系数提升了1.76倍,熔融与凝固潜热分别高达143.7、142.9 J/g,同时储热与放热时间分别缩短了23.7%与32.6%,展现出了更好的温度调节潜力。  结论  利用溶液还原法能够有效地在轻木基体内均匀制备金属Cu颗粒,并且以3次循环制备的Cu颗粒强化导热的木基复合相变储热材料储放热性能较好。      

温度对桦木单板表面化学镀Ni—Cu—P三元合金的影响

利用化学镀方法在桦木单板表面沉积Ni—Cu—P三元合金,考查施镀温度对镀后单板表面电阻率和电磁屏蔽效能的影响,采用扫描电镜(SEM)观察镀后单板的表面形貌,利用EDS和XPS分析镀层成分,利用X射线衍射(XRD)分析镀层的组织结构,采用直拉法测定镀层与木材表面的结合强度。结果表明:当温度从80℃升高到90℃时,镀层平均表面电阻率从0.451Ω/cm2降低至0.301Ω/cm2;继续升高温度,表面电阻率小幅升高;在90℃时,施镀单板的电磁屏蔽效能在9 k Hz~1.5 GHz频段达到55~60 d B。SEM观察发现镀层连续、致密且具有金属光泽;EDS分析可知镀层中存在Ni、Cu和P元素,XPS分析可知镀层组成为Ni、Cu、P,其质量分数分别为79.84%、11.82%和8.34%;XRD分析表明镀层为微晶态结构;镀层与木材表面结合牢固。