纳米压痕技术测量管胞次生壁S2层的纵向弹性模量和硬度

重点研究和详细介绍了利用纳米压痕技术测试管胞次生壁S2 层纵向弹性模量以及硬度的实验技术 ,并测试了人工林杉木早晚材管胞S2 层的纵向弹性模量和硬度。结果表明 :杉木晚材管胞S2 层的平均纵向硬度为0 390GPa ,弹性模量的平均值为 1 4 84 4GPa ;早材管胞S2 层的硬度和模量则小于晚材 ,平均值分别为 0 30 6GPa和9 82 3GPa。     

疏水改性对杉木微观力学性能的影响

为提高木材尺寸稳定性,利用烷基烯酮二聚体对杉木进行疏水改性处理,同时运用纳米压痕技术分析评价疏水处理对木材纳米力学性能的影响.结果表明,当处理剂的质量分数为5％、处理时间为30 min时,疏水效果最好,同时最节约成本;疏水处理会降低杉木S2层细胞壁的弹性模量,当处理剂质量分数为5％时影响较小;杉木S2层细胞壁蠕变值会随处理剂质量分数和处理时间的增加呈现上升的趋势.     

基于纳米压痕技术的木材胶合界面力学行为

【目的】研究木材胶合界面的静态和动态力学行为,探讨树脂渗透对木材管胞壁层力学性能的影响,为木质复合材料制造工艺优化和增强改性提供理论依据。【方法】采用纳米压痕静态和动态力学测试技术(Nano-DMA),对针叶材火炬松与酚醛树脂(PF)、脲醛树脂(UF)胶黏剂所形成胶合界面区域各相材料的静态弹性模量、硬度、蠕变性能以及储能模量和损耗模量等力学行为进行分析。【结果】静态力学行为方面,在界面区域,PF和UF渗透进入管胞壁层后,木材管胞壁的弹性模量( E r)和硬度( H )提高;经PF渗透后,木材管胞壁的 E r和 H 分别增加7%和26%;Burgers蠕变力学模型可有效描述胶合界面区域管胞壁的纳米压痕蠕变特性,经树脂渗透后,木材管胞壁的瞬时弹性模量增加,黏弹性模量和黏性系数减小;在保载初期,PF界面区域木材管胞壁的蠕变柔量约下降60%,UF界面区域木材管胞壁的蠕变柔量约下降58%。动态力学行为方面,随着加载频率增加,界面材料的储能模量( E ′ r)逐渐增大,而损耗模量( E ″ r)和损耗因子(tan δ)呈减小趋势;当加载频率为10 Hz时,PF和UF树脂渗透使得管胞壁层的储能模量分别增加16%和29%。【结论】胶合界面区域胶黏剂进入管胞壁层,对木材管胞的静态力学性能具有增强作用,同时胶黏剂可提高管胞壁的短期抗蠕变能力;木材管胞壁具有较高的储能模量和损耗模量,而树脂的储能模量和损耗模量较低,经树脂渗透后,木材管胞壁的储能模量增加,但损耗模量和损耗因子呈下降趋势,可能对界面传递和分散应力产生不利影响。     

针叶树木材细胞力学及纵向弹性模量的计算--试件纵向弹性模量的预测

依据针叶树木材管胞和射线细胞的结构模型。使用计算机抽样模拟解剖结构参数。以及使用针叶树木材纵向弹性模量计算公式和方法,计算人工林杉木,马尾松幼龄材和成熟材试件纵向弹性模量,计算结果与常温条件下气干试件测定结果十分符合。在试件晚材率和管胞解剖结构参数改变的条件下。计算预测了人工林杉木,马尾松幼龄材和成熟材纵向弹性模量的变化。结果表明：试件纵向弹性模量随晚材率,管胞长度,管胞壁厚度的增加而增加,而试件纵向弹性模量随管胞直径增加而减小。本文提出的纵向弹性模量计算的预测方法,对于运用现代生物技术控制和改变针叶树木材的材质,材性有实际意义。     

杉木无性系管胞形态及其拉伸性能的研究

为了给人工林杉木选育和合理利用提供依据,以3个杉木(Cunninghamia lanceolata)无性系为研究对象,测试分析管胞长度、宽度和长宽比以及单根管胞拉伸强度、拉伸弹性模量的变异规律。结果表明,管胞长度、长宽比、拉伸强度、拉伸弹性模量,在株内径向由髓心向外逐渐增大,在株内纵向1.3～5.5 m段自下向上逐渐增大。管胞的拉伸强度、拉伸弹性模量,与管胞长度、长宽比均呈极显著正相关(P0.01)。杉木无性系管胞形态和单根管胞拉伸性能在幼龄与成熟时期材性呈现显著差异。     

2种农作物秸秆纤维细胞壁的纳米力学性能

利用纳米压痕仪对2种农作物秸秆纤维细胞壁的纳米力学性能进行研究.结果表明:麦秸纤维细胞壁纵向弹性模量高于稻秸纤维细胞壁纵向弹性模量,其数值分别为20.8和19.4 GPa;2种秸秆纤维细胞壁硬度数值分别为0.65和0.50 GPa.在纳米尺度下,秸秆纤维细胞壁纵向弹性模量低于多数阔叶树材,但高于针叶树材和再生纤维素纤维,其细胞壁硬度的平均值高于木材及再生纤维素纤维.     

杉木无性系新品种‘洋020’和‘洋061’10年生幼龄材微观结构与力学性能的相关性

【目的】阐明杉木无性系间幼龄材的力学性能差异,筛选力学性能优良的无性系,探究影响杉木幼龄材力学性能的微观结构特征,为杉木优良无性系选育、杉木木材加工利用和加工工艺研发提供科学依据。【方法】以福建洋口国有林场杉木无性系品种比对示范试验林中2个经国家认定的杉木无性系新品种‘洋020’和‘洋061’10年生幼龄材为试验材料,各采伐8株标准株作为样木。按照国标加工、制备主要力学性能试件,测定木材抗弯强度、抗弯弹性模量、顺纹抗压强度和硬度,应用光学显微图像分析系统、X射线衍射、傅里叶变换红外显微成像等技术观测样品显微构造并测量微纤丝角、结晶度和木质素含量。采用单因素方差分析进行数据处理,系统分析2个杉木无性系幼龄材微观结构与力学性能的相关性。【结果】杉木无性系‘洋020’早材管胞形态与‘洋061’较为接近,但年轮晚材区比‘洋061’宽,管胞壁较厚,管胞腔较小,壁腔比较‘洋061’约大25%。‘洋020’的平均微纤丝角为12.06°,较‘洋061’(14.97°)约小18%;平均结晶度为39.73%,较‘洋061’(35.88%)高11%左右;木质素含量特征峰高比的平均值较‘洋061’高8%左右;平均抗弯强度、抗弯弹性模量、顺纹抗压强度和硬度分别为51.36 MPa、10.18 GPa、30.27 MPa和1 497 N,较‘洋061’的平均抗弯强度(42.56 MPa)、抗弯弹性模量(8.98 GPa)、顺纹抗压强度(27.20 MPa)和硬度(1 391 N)分别高21%、13%、11%和8%。【结论】除结晶度外,杉木无性系‘洋020’与‘洋061’幼龄材在解剖构造参数、微纤丝角和木质素等微观结构因子方面均存在显著性差异,‘洋020’幼龄材的抗弯、抗压和硬度等力学性能均高于‘洋061’。杉木无性系幼龄材管胞壁厚度、壁腔比等解剖构造参数以及木质素含量与力学性能呈正相关,细胞壁纤维素微纤丝角与力学性能呈负相关,这些微观结构因子的协同作用影响其力学性能。评价杉木无性系幼龄材木材力学品质性状,解剖构造参数和微纤丝角是最主要的判断依据。     

响叶杨细胞壁尺寸参数及其纳米压痕特性

利用原子力显微镜对响叶杨细胞的特征参数与形貌进行分析,并对响叶杨细胞壁表面的纳米压弹性进行测量.结果表明:响叶杨细胞横截面的壁厚平均尺寸为2.230 μm;壁长平均尺寸为9.498 μm;细胞外径为9.023～26.802 μm,平均尺寸为19.723 μm;响叶杨细胞壁S2层(大约位于细胞壁的中部)上的压痕点为有效测试值,其平均弹性模量和硬度可以用来代表细胞壁的纵向硬度和弹性模量,即所选择的响叶杨细胞壁的平均弹性模量和硬度分别为18.52 GPa和478.59 MPa.     

酚醛树脂改性处理对人工林轻木性能的影响

为了拓宽人工林轻木的应用领域,以酚醛树脂为处理液,分别采用常压、负压-负压浸渍法处理轻木。试样的性能检测结果显示:与对照材相比,处理试样的增重率、硬度及顺纹抗压强度均增加,尺寸稳定性改善。     

基于纳米压痕的木材细胞壁力学测量值与加载载荷相关性研究

通过改变纳米压痕过程中加载函数的具体参数值,研究了加载载荷与木材细胞壁弹性模量、硬度和蠕变性能的关系,并探求在木材细胞壁线性黏弹性范围内合适的加载载荷。研究结果表明:在测试过程中,当加载载荷逐渐增大时,马尾松木材细胞壁弹性模量变化明显;载荷为200μN时,弹性模量达到最大值,随后保持相对稳定;载荷达到400μN时弹性模量开始减小;改变加载载荷测得的木材细胞壁硬度随加载载荷的增加而逐渐变大,最大增幅为10%左右;探针压痕深度随着加载载荷的增加逐渐变大,载荷增加对压痕深度影响显著;蠕变率随着加载载荷的增加而逐渐增加,最大增幅为70%;应变率和蠕变应力都具有二段式变化趋势,第1阶段在4～6 s时变化较大,第2阶段在7～10 s时变化平缓。利用幂次律对试验数据进行分析表明,加载力为150～300μN时可近似认为是线性黏弹性行为。然后结合不同加载载荷对弹性模量和硬度的影响,综合相关参数可以判断,在对马尾松之类的针叶材进行纳米压痕试验时,合适的加载载荷范围为200～300μN。     

洪泽湖大堤防护林种植试验成果的应用

在原有种植试验的基础上 ,选择适宜树种和模式对洪泽湖大堤防护林进行规划更新。在充分考虑防护功能的同时 ,注重堤防美化、生态保护和投资效益 ,适应新时期水利工程管理的需要     

呼伦贝尔市柴河林业局天然林保护工程成效分析

柴河林业局天保工程区在天然林保护工程实施后,森林生态环境得到了很大改善。文章通过对天保工程区各类土地资源在天然林保护工程实施前后的对比分析,系统阐述和评价了天然林保护工程的实施对该局森林资源和生态状况变化的影响。     

巨桉根浸提液对三种牧草的化感作用初步探讨

为了解巨桉内含物对牧草的化感作用,试验选用浓度为1∶10、1∶50、1∶100的巨桉根浸提液(母液浓度为1∶10,w/v),以蒸馏水为对照,按照培养皿水培和盆栽土培的生物检测方法,探讨巨桉根系对黑麦草、紫花苜蓿、高羊茅3种牧草的化感作用。结果表明:在水培试验中,对黑麦草表现为高浓度抑制其根和苗生长,低浓度促进其根和苗生长;对紫花苜蓿根和苗生长均表现为促进作用。在盆栽试验中,对黑麦草和高羊茅表现为抑制其根长和促进其茎高生长,随着浓度的增加,对根的抑制作用逐渐增强;对紫花苜蓿根和地上部分干重表现为促进作用,随浓度的增加,促进作用减弱。     

沙棘嫩枝扦插的病害防治

沙棘嫩枝扦插育苗是在特定的高温高湿条件进行的，插条很易受到真菌、细菌和病毒的侵染致病。经多年育苗推广的实践，介绍了插条常见病害的发病时期、症状和防治措施，并提出了运用合适的水分管理技术和有针对性的应用化学药剂防治相结合的思路，可供生产工作者参考。     

单因素方差分析的改进

方差分析是林业工作中广泛应用的统计分析方法。尽管目前可以用各种统计软件进行方差分析计算,但是,在基层工作中,绝大多数统计工作还是用便于携带的计算器进行计算。传统的方差分析方法需要记录每个原始数据,并且在计算时需要重复输入每个原始数据,计算比较繁琐。经...     

4种忍冬属植物花粉形态结构的扫描电镜观察

在扫描电子显微镜下观察了长白山4种忍冬属植物长白忍冬(Lonicera ruprechtiana)、金银忍冬(Lonicera maackii(Rupr.)Maxim.)、黄花忍冬(Lonicera chrysantha)、蓝靛果忍冬(Lonicea caerulea L.)的花粉形态结构,并对有关分类学问题进行讨论。     

牡丹江林区百合科野生药用植物及开发利用

论述了牡丹江野生百合科药用植物的开发利用。     

沙生植物的生长对沙地基质流动性的响应

沙生植物是沙区重要的自然资源之一,沙地基质流动性对沙生植物的生长与分布有重要影响。而沙生植物也形成了对其特殊的生态适应对策。文章从4个方面回顾了我国沙生植物的生长对沙地基质流动性响应的主要研究进展,指出了研究中存在的一些分歧,并分析了沙生植物的生长与沙地紧实度及相关的主要生态因子之间的互馈关系,指出了需要进一步深入开展的研究方向及内容,旨在为干旱半干旱沙区植被恢复与重建中防风固沙植物种选择、合理配置、植物资源合理利用与管理提供科技支撑。     

桉树优良品种引种试验研究

文昌市林业科学研究所2005年9月引种11个品种桉树优良无性系在迈号镇种植试验,通过6年对试验点跟踪调查、分析,对各品系的生长情况进行综合评价,为今后同一立地条件下种植桉树提供理论依据.     

森林可持续经营策略的若干思考

森林可持续经营是现代林业的核心,我国林业应走可持续经营带动多目标、多功能经营的超常规发展道路。文章提出了我国森林可持续经营的若干策略,以加快中国林业与国际林业同步发展的步伐。